Synthese von Sialyl-Lewis-X-Mimetika durch stereoselektive ortho-C-Glycosylierung von Phenolen

Ziel der Arbeit war es, Sialyl-LewisX-Mimetika auf Basis ortho-C-glycosylierter Phenole als Inhibitoren für die Selektin-Ligand-Wechselwirkungen zu synthetisieren. Dazu wurde zunächst die Stereoselektivität der ortho-C-Mannosylierung untersucht. Dabei wurde gezeigt, dass bei der Umsetzung von Phenolen mit dem benzylgeschützten Mannosyl-trichloracetimidat in Gegenwart von TMSOTf selektiv das β-C-Mannosid erhalten wurde. Gleichzeitig konnte anhand der NMR-spektroskopischen Untersuchungen nachgewiesen werden, dass die in der Literatur beschriebenen α-C-Mannoside von Phenolen tatsächlich β-konfiguriert sind. Wenn Naphthole als Glycosylakzeptoren verwendet wurden, konnten durch Modifikation des Promotors auch die für die Synthese der Mimetika benötigten α-C-Mannoside erhalten werden, wobei ZnCl2 als Promotor die besten Ergebnisse lieferte. Allerdings zeigten die synthetisierten α-C-Mannoside und α-C-Galactoside eine Inversion des Pyranoseringes und lagen in der ungewöhnlichen 1C4-Konformation vor.rnAnschließend konnte auf diese Weise das durch Docking-Studien gefundene Mimetikum (2S)-3-Cyclohexyl-2-[7-hydroxy-8-(α-D-mannosyl)naphthalin-2-yloxy]propionsäure syntheti-siert werden. Es besaß jedoch in Zelladhäsionstests keine ausreichende Aktivität bei der Inhibierung der Selektin-Ligand-Wechselwirkung. Bei den ursprünglichen Dockingstudien war allerdings von der gewohnten 4C1-Konformation ausgegangen worden. Spätere NMR-Experimente und DFT-Berechnungen zeigten, dass das Mimetikum tatsächlich in der 1C4-Konformation vorlag und es deshalb nicht aktiv war. Die synthetisierten Stereo- und Regioisomere zeigten in Zelladhäsionstests ebenfalls keine Aktivität.rnVersuche, die α-1-C-Mannosylnaphthole zu den benötigten 1-C-2-O-Diglycosyl-naphthalinen umzusetzen waren nicht erfolgreich, da die phenolische OH-Gruppe sterisch zu sehr abgeschirmt war, um unter milden Reaktionsbedingungen glycosyliert zu werden, bzw. die α-1-C-Mannosylnaphthaline unter drastischeren Reaktionsbedingungen nicht stabil waren. Daher wurde 1-(2′,3′,4′,6′-Tetra-O-benzyl-β-D-galactopyranosyl)-2-naphthol mit 2,3,4,6-Tetra-O-acetyl-α-D-mannopyranosyl-trichloracetimidat in Gegenwart von TMSOTf zum ersten synthetischen 1-C-2-O-Diglycosyl-phenol umgesetzt. Nach Abspaltung der Schutzgruppen sollte das erhaltene 1-Galactosyl-2-O-mannosyl-naphthalin enzymatisch zum Sialyl-LewisX-Mimetikum verlängert werden. Es wurde vom Enzym jedoch nicht als Substrat erkannt. Versuche zur chemischen Anbindung des Säurebausteins stehen noch aus.rn

The intention of this work was the synthesis of sialyl-LewisX mimetics via stereo selective ortho-C-glycosylation of phenols as potential inhibitors for the selectin-ligand interactions. It was shown, that the reaction of tetra-O-benzylmannosyl trichloroacetimidate with electron rich phenols in the presence of TMSOTF leads to exclusive formation of aryl β-C-glycosides. A preference for the α-anomer was observed with other Lewis acids such as ZnCl2. The synthesized α-C-glycosides showed unusual coupling pattern in the 1H-NMR spectra which can be attributed to an inversion of the ring conformation. NOESY NMR investigations proved furthermore, that the aryl α-C-mannosides described in literature are actually β-configurated.rnThe developed methods for glycosylation allowed us to synthesize the potential mimetic (2S)-3-cyclohexyl-2-[7-hydroxy-8-(α-D-mannosyl) naphthaline-2-yloxy]porionic acid, found in docking experiments, which unexpectedly showed no activity in cell adhesion assays. In these docking studies the common 4C1-konformation of the mannoside was used, while NMR experiments and further DFT calculations performed afterwards indicate, that the mimetic actually takes up the 1C4 conformation, making it inactive. The additionally synthesized stereo and regio isomers also did not show no activity in the cell adhesion tests.rnThe attempts to conver α-C-mannosyl naphtholes into the required 1-C-2-O-diglycosyl naphthlines remained unsuccessful as the steric hindrance of the hydroxyl group does not allow glycosylation under mild conditions while the α-C-glycoside is not stable under harsher conditions. On the other hand, the reaction of 1-(2’3’,4’6’-tetra-O-benzyl-β-D-galacto-pyranosyl)-2-naphthol with tetra-O-acetyl-α-D-mannosyl trichloroacetimidate in the presence of TMSOTf yielded the first synthetic 1-C-2-O-diglycosyl phenol. After cleavage of the protective groups 1-galactosyl-2-O-mannosyl naphthaline was obtained. The subsequent enzymatic sialylation did not yield the desired sialyl-LewisX mimetic, probably because the 1-C-2-O-diglycosyl phenol is not a sufficient substrate for the enzyme. Synthetic routes for chemical elongation of the 1-C-2-O-diglycosyl phenol to the terasaccharide mimetics are currently still under investigation.rn