Institut für Angewandte Synthesechemie aturstoffe Theoretische Grundlagen und Einführung in das aturstoffisolationspräparat in den Laborübungen rganische Chemie im Rahmen des F Lehrganges Biotechnische Verfahren Marko D. Mihovilovic 11.4.2003 F Studiengang Biotechnische Verfahren, Laborübungen rganische Chem
Literatur rganische Chemie II Eberhard Breitmaier, Günther Jung Georg Thieme Verlag ISB 3-13-541601-1 Lehrbuch der rganischen Chemie ans Beyer, Wolfgang Walter S. irzel Verlag ISB 3-7776-0438-0
Überblick Isolation von α-limonen Grundlagen der Terpenchemie Pharmazeutika aus aturstoffisolationen: Beispiel Taxol Steroide Aminosäuren Zucker ucleotidbausteine Alkaloide
aturstoffisolation α-limonen Gewinnung der rangenschalen Schälen & Pektin entfernen Zerkleinern Feuchteinwaage Schalen Extraktion mit C 2 Cl 2 Apparaturaufbau Rückflußkochen Aufarbeitung Phasentrennung Trocknung Eindampfen Rohproduktmenge Produktreinigung Vakuumdestillation Reinproduktmenge Siedepunkt, Brechungsindex * Limonen
aturstoffisolation Grundlagen der Terpenchemie Isopreneinheiten Isopren (2-Methyl-1,3-butadien) Prenyl-Rest cimen C 10 16 Terpenklassen
aturstoffisolation Terpenklassen
aturstoffisolation Gerüstnomenklatur
β-carotin aturstoffisolation Terpenverbreitung Sekundäre Stoffewechselprodukte von Pflanzen Ätherische Öle & Riechstoffe Pheromone Bitterstoffe Wachstumsregulatoren Abwehrstoffe Vitamine * * * * * * Geraniol Citral A Limonen (-)-Menthol D-(+)-Campher
The istory of Taxol (Paclitaxel) Ac Bz Bz Ac Taxol (Paclitaxel) 1958: CI initiates screening program of 35000 plants for anticancer activity 1963: bark of Pacific Yew (Taxus brevifolia) tree found to be active 1971: paclitaxel identified as bioactive compound 1979: elucidation of mode of action 1983: CI starts phase I clinical trials 1985: CI starts phase II clinical trials 1991: Bristol-Myers Squibb selected by CI as commercial partner 1992: approval for Taxol 1994: total synthesis (icolaou, olton) 1995: clearance for semisynthetic paclitaxel
Mode of Action G 1 G 2 S Prometaphase Anaphase M Telophase Mitotic Spindle (microtubules) Taxol Tubulin α β Polymerization Metaphase Elongation Paclitaxel promotes microtubule assembly; upsets dynamic equilibrium Microtubules Colchicine & vinca alkaloics cause disassembly of microtubules = Taxol
Registered Drugs for Treatment ovarian cancer breast cancer non-small cell lung cancer resistant murine melanoma cell lines Ac Bz Bz Ac Bz Ac Taxol (Paclitaxel) Bristol-Myers Squibb Taxotere (Docetaxel) Aventis (Rhone-Poulenc)
Industrial Synthesis via β-lactam Approach PG' R' Ac PG'' PG β-lactam R' Ac Bz PG''' Bz Ac Bz Ac Baccatin III Taxol (R' = Ph) Baccatin III harvested from needles of Atlantic Yew tree conversion with -acyl β-lactam <olton EurPatAppl 1990>
aturstoffisolation Steroide
aturstoffisolation Steroide
aturstoffisolation Steroide
Aminosäuren Aliphatische Aminosäuren 2 C 2 C 2 C glycine, G (gly) alanine, A (Ala) valine, V (Val) 2 C leucine, L (Leu) 2 C isoleucine, I (Ile) C proline, P (Pro) Aromatische Aminosäuren 2 C phenylalanine, F (Phe) 2 C tryptophane, W (Trp) 2 C tyrosine, Y (Tyr)
Aminosäuren Sauerstoffhältige Aminosäuren 2 C 2 C serine, S (Ser) threonine, T (Thr) Schwefelhältige Aminosäuren S S 2 C 2 C cysteine, C (Cys) methionine, M (Met)
Aminosäuren Saure Aminosäuren C C C 2 C 2 2 C 2 C 2 C 2 C aspartate, D (Asp) glutamate, E (Glu) asparagine, (Asn) glutamine, Q (Gln) Basische Aminosäuren 2 2 2 C 2 C 2 C lysine, K (Lys) arginine, R (Arg) histidine, (is)
Aminosäuren Aminosäuresynthesen Strecker R C 3 R C C R 2 C R 2 Über ydantoine C 2 ( 4 ) 2 C 3 ac RC Base R 2 R
Aminosäuren Die Amidbindung 2 R1 C R2 + C 2 2 R1 R2 C
Aminosäuren Polypeptidsynthesen Schutzgruppen 2 R1 C R2 + C 2 2 R1 R2 C R1 C R2 + boc 2 CMe R1 R2 CMe DCC-Aktivierung
2 C glycine, G (gly) 2 Aminosäuren Proteinstrukturhierarchien C eucine, L (Leu) 2 S C cysteine, C (Cys) 2 S C 2 C alanine, A (Ala) 2 methionine, M (Met) 2 C isoleucine, I (Ile) 2 C valine, V (Val) Aliphatische A.S. S-hältige A.S. C C saure A.S. aspartate, D (Asp) C 2 C proline, P (Pro) C serine, S (Ser) 2 C 2 2 C tyrosine, Y (Tyr) -hältige A.S. lysine, K (Lys) C threonine, T (Thr) Primärstruktur 2 2 2 tryptophane, W (Trp) 2 C C Aromatische A.S. phenylalanine, F (Phe) 2 basische A.S. C arginine, R (Arg) 2 C histidine, (is) Sekundärstruktur Tertiärstruktur 2 C glutamate, E (Glu) 2 C 2 C 2 C 2 Amid-SK A.S. C Quartärstruktur asparagine, (Asn) glutamine, Q (Gln)
Zucker Aldosen & Ketosen Fischer-Projektion xidationsstufe D-Zucker ach vorne
Zucker Pyranosen & Furanosen albacetal/ketal-bildung
Zucker Position der -Gruppen in Glucose Anomerer Effekt
Zucker Glucose
Zucker Fructose
ucleinsäuren Aufbau 2 P 2 Purinbase 5 Ende Phosphat P ucleotid ucleosid () 3 Ende Ribose / Desoxyribose
ucleinsäuren Basen Pyrimidinbasen 2 Cytosin Uracil Thymin Purinbase 2 2 Adenin Guanin
ucleinsäuren Basenpaarung
Alkaloide Pyrrolidin-, Piperidin- & Pyridinalkaloide Coniin icotin Tropanalkaloide CMe Atropin Cocain Chinolin/Isochinolinalkaloide Me Me Me Me Papaverin Me Chinin Morphin