Jahresbericht 2018-2019

Lehrstuhl Organische Chemie I Prof. Dr. Hans-Dieter Arndt Forschungsschwerpunkte Wesentliches Ziel der Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe Arndt ist die Erschließung von komplexen bioaktiven Molekülen durch synthetische organische Chemie. Zum einen werden dazu neue Synthese- methoden und -strategien entwickelt, bislang nicht herstellbare Verbindungen zugänglich gemacht sowie effektive Zugangsalternativen erarbeitet. Zum anderen werden mit den synthetisierten Molekülen gezielte Wirkungsuntersuchungen durchgeführt und weiterführende Studien zu Anwendungen als Werk- zeugverbindungen oder potentielle Wirkstoffkandidaten vorbereitet. Ausgewählte Forschungsgebiete:  Synthese und Untersuchung von Naturstoffen als Sonden und Mediatoren in der chemischen Biologie und chemischen Ökologie  Werkzeugverbindungen für chemisch-biologische Funktionsstudien  Entwicklung von Synthesemethoden für Peptide und Peptidmimetika Die natürliche Regenerationsfähigkeit von Nerven- gewebe ist beschränkt, so dass nach Verletzun- gen oft irreversible Schäden eintreten. Es wurde gefunden, dass (-)-Parthenolid, ein Sesquiter- penlacton aus dem Mutterkraut ( Tanacetum parthenium ) schon bei nM Konzentrationen das Wachstum von Axonen anregt. Diese Aktivität ist mit veränderter Dynamik des Zytoskeletts durch Hemmung der Tubulincar- boxypeptidase verknüpft [1]. Um diese vielver- sprechende Wirkung gezielt untersuchen zu kön- nen, wurde eine stereoselektive Totalsynthese ausgearbeitet, für die unter anderem neuartige Synthese und Untersuchung neuritogener Terpenstrukturen Allylborverbindungen, deren gezielte Umsetzung mit Epoxyaldehyden, ein effizienter Ringschluss zum 10-gliedrigen Ring sowie eine generelle oxi- dative Lactonisierung entwickelt wurden [2,3,4]. Weiterführende methodische und mechanisti- sche Untersuchungen der Allylborierung klärten die Prävalenz von Cornforth-Evans-Übergangs- zuständen bei Epoxyaldehyden und erlauben nun kongruente Vorhersagen zur Stereokontrolle [5]. Funktionale Studien von synthetischen Partheno- liden (Kooperation AG Fischer, RU Bochum) konnten erstmals eine spezifische Wirkung von Parthenoliden auf die Tubulincarboxypeptidase- Aktivität zeigen [1,3,4]. In Folgeprojekten werden nun erfolgversprechende Daten und Kandidaten untersucht, um langfristig Wirkstoffe zur Neu- roregeneration zu erschließen. [1] Freund R. R. A., Gobrecht P., Fischer D., Arndt H.-D., Nat. Prod. Rep. 2020, DOI: 10.1039/C9NP00049F. [2] Freund R. R. A., Arndt H.-D., J. Org. Chem. 2016, 81, 11009. [3] Freund R. R. A., Gobrecht P., Rao Z., Gerstmeier J., Schlosser R., Görls H., Werz O., Fischer D., Arndt H.-D., Chem Sci. 2019, 10, 7358. [4] Freund R. R. A., Gobrecht P., Moser P., Fischer D., Arndt H.-D., Org. Biomol. Chem. 2019, 17, 9703. [5] Freund R. R. A., van den Borg M., Gassmaier D., Schlosser R., Jacob T., Arndt H.-D., eingereicht. Abb. 1. Quantifizierung des detyrosinierten Tubulins in Axonen nach Behandlung mit unterschiedlichen snythetischen Parthenoliden; Balken = 20 μ m. 2 48 — FORSCHUNG