Synthese C-glycosidischer und N-methylierter Glycosylaminosäuren für den Aufbau von Mimetika tumorassoziierter MUC1-Glycopeptidantigene unter Verwendung mikrostrukturierter Reaktoren

Zur Synthese hydrolysestabiler MUC1-Antitumorvakzine wurde im Rahmen dieser Arbeit zunächst ein Verfahren zur effizienten N Methylierung von Fmoc-Aminosäuren entwickelt. Die Synthese erfolgte in einer zweistufigen Umsetzung über Oxazolidinone unter Verwendung eines Tube-in-Tube-Durchflussreaktors mit einer semipermeablen Membran aus Teflon® AF 2400. In diesem Tube-in-Tube-Reaktor wurde in der ersten Stufe das Modellsubstrat Fmoc-Alanin bereits nach 2 h annähernd quantitativ in das entsprechende Oxazolidinon umgesetzt. In der zweiten Stufe wurde mit TFA erstmals eine Flüssigkeit durch eine solche Membran des Tube-in-Tube-Reaktors eingeleitet und lieferte innerhalb einer Stunde zahlreiche aliphatische, aromatische und funktionalisierte N-Methylaminosäuren in hohen Ausbeuten.rnDes Weiteren wurden erstmals sensible Glycosylaminosäuren, darunter auch TN Antigen-Strukturen, N-methyliert. Sie dienen als Bausteine für die Synthese von MUC1-Antitumorvakzinen. Neben Fmoc-N-Methyl-TN-Threonin konnten die Fmoc-geschützten N-Methyl-TN-Serin, N-Methyl-Sialyl-TN-Threonin sowie zwei N-Methyl-C Glycosylaminosäuren und in guten Ausbeuten erhalten werden. Anschließend wurde das N methylierte TN-Threonin gezielt in die tandem repeat-Sequenz des MUC1 in einer Festphasenpeptidsynthese eingebaut. Um einen direkten Vergleich bezüglich der N Methylierung im MUC1-Glycopeptide und dem darauf folgenden Einfluss auf die Tumorselektivität der resultierenden Vakzine erhalten zu können, wurde zudem ein Referenzpeptid aufgebaut. Zur Vollendung der Vakzinsynthese erfolgte die Konjugation beider Glycopeptidantigene an die jeweiligen BSA- und TTox-Proteine. rnEin alternativer Zugang zu hydrolysestabilen Glycopeptidbausteinen wurde im letzten Teil der Arbeit über die Synthese von α C Glycosylaminosäuren erarbeitet. Der entwickelte Syntheseweg basiert auf einer Ugi-Vier-Komponenten-Reaktion aus Aldehyd, Amin, Nitril und Carbonsäure. Als benötigte Aldehydkomponenten wurden ein einfaches Galactose- sowie ein Galactosamin-Derivat verwendet. Zum Aufbau des C-glycosidischen Grundgerüsts wurde eine Mikrowellen-unterstützte C-Allylierungsvariante im Durchfluss realisiert. Die Galactose- und Galactosaminaldehyde wurden danach mit chirale Glycosylaminen umgesetzt.

For the synthesis of hydrolytically stable MUC1 anti-tumor-vaccines an efficient process was developed for the N methylation of Fmoc amino acids. Therefore, a two-step synthesis via oxazolidinones was chosen and performed in a tube-in-tube flow-through reactor with a semipermeable membrane of Teflon® AF 2400. In this tube-in-tube-reactor the model substrate Fmoc-alanine could be converted quantitatively into the corresponding oxazolidinone within 2 h. In the second step, for the first time a liquid-liquid application could be demonstrated with TFA passing through the Teflon® AF 2400 membrane providing numerous aliphatic, aromatic and functionalized N-methyl amino acids in high yields and with shortened reaction time.rnFurthermore, for the first time sensitive glycosyl amino acids including TN antigen structures could be N-methylated serving as building blocks for the synthesis of novel MUC1-anti-tumor-vaccines. Besides Fmoc-N-methyl-TN-threonine, Fmoc-protected N-methyl-TN-serine, N-methyl-sialyl-TN-threonine and two N-methyl-C glycosyl amino acids could be obtained in good yields.rnAfterwards the N-methylated TN-threonine was implemented specifically into the MUC1 tandem repeat-sequence on solid phase. To directly investigate the influence of the N-Methyl group in the MUC1-glycopeptide on the tumor selectivity of the resulting vaccine a reference peptide without N-methylation was synthesized as well. For completion the glycopeptides were conjugated to BSA- und TTox-proteins.rnAn alternative approach to hydrolytically stable glycopeptide building blocks was realized by the synthesis of α C glycosyl amino acids based on an Ugi-four-component-reaction. For that, the required aldehydes were synthesized out of simple galactose and a galactosamine derivative. Thereby, the C-glycosidic basic structure was achieved by C-allylation performed in a developed microwave flow-through-reactor. Finally, the synthesized aldehydes were applied in the Ugi-reaction with chiral glycosyl amines.