Synthese von Dihydropyridinderivaten für die biologische Profilierung

Nohl, Richard GND

Im ersten Teil der Arbeit wurden wichtige Details zum Mechanismus der Synthese gekreuzter Dihydropyridine (DHP) aufgeklärt. Durch Zerlegung der 4 Komponentenreaktion in Teilreaktionen konnten potenzielle Schüsselintermediate isoliert und charakterisiert sowie nicht plausible Reaktionspfade ausgeschlossen werden. Durch Einsetzen der hypothetischen Zwischenverbindung in der gekreuzten DHP-Synthese und Verfolgung des Reaktionsverlaufs durch in situ NMR konnte der bevorzugt verlaufende Reaktionspfad identifiziert werden. Um die Ausbeute der gekreuzten DHP-Synthese zu optimieren, wurde der Einfluss der Reaktionsparameter pH-Wert, Temperatur und Lösungsmittel sowie Lewis-saurer Katalysatoren wie Yb(OTf)3 untersucht. Die besten Ergebnisse brachte die Umsetzung in Methanol bei 120 °C in der Mikrowelle über 10 min, die gekreuzte DHP mit Ausbeuten von 60-90 % lieferte. Im zweiten Teil der Arbeit wurde untersucht, inwieweit die inhibitorische Wirkung auf den Notch-Signalweg von der Struktur der DHP abhängig ist. Dazu wurden Derivate des DHP FLI-06 dargestellt, entweder durch Substitution der Reaktionskomponenten oder durch Umsetzen des DHP in Folgereaktionen. Die Modifikationen mit der höchsten biologischen Wirksamkeit wurden kombiniert, um mögliche Wechselwirkungen mit einer hypothetischen Bindetasche zu erhöhen. Insgesamt wurden in dieser Arbeit 143 DHP synthetisiert und auf ihre biologische Aktivität hin untersucht. Durch Trennung der Enantiomere der drei aktivsten DHP mittels chiraler HPLC wurde eine Enantioselektivität der biologischen Wirksamkeit nachgewiesen. Eine enantioselektive Synthese gelang jedoch nicht, entsprechende Literaturberichte erwiesen sich als nicht nachvollziehbar. Die dargestellten DHP dienten als Werkzeug (tool compound), um potenzielle intermolekulare Wechselwirkungen mit einer hypothetischen Bindetasche zu identifizieren, die in einem Pharmakophor zusammengefasst wurden. Basierend auf den Erkenntnissen der Struktur-Aktivitätsbeziehung wurden erste molekulare Sonden zur Untersuchung der Lokalisation der DHP in der Zelle entwickelt. Dazu wurden mehrere DHP mit funktionalisierter Seitenkette dargestellt. Sie ermöglichen die Kupplung mit anderen Verbindungen durch Klick-Reaktion, Amidbindung sowie über die Darstellung von Thioethern. Auch hier wurden Methoden zur Enantiomerentrennung mittels chiraler HPLC entwickelt, um eine selektive Kolokalisation von Hintergrundsignalen unterscheiden zu können. Es gelang, erste Kolokalisationen in Mitochondrien zu beobachten. Deren Zusammenhang mit der spezifischen Wirksamkeit der DHP muss noch weiter untersucht werden. Diese Arbeit bietet eine Grundlage zur Entwicklung molekularer Sonden, die zur Aufklärung der Rolle des Targets von DHP im Notch-Signalweg in gesunden sowie in entarteten Zellen beitragen können.

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Nohl, Richard: Synthese von Dihydropyridinderivaten für die biologische Profilierung. Jena 2018.

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