Uitgaande van beschikbare chemicaliën, een Duits team van onderzoekers heeft met succes de totale synthese van agarozizanol B voltooid, een interessante natuurlijke stof die voorkomt in agarhout. Zoals beschreven in het journaal Angewandte Chemie , de sleutelsequentie in de relatief korte synthetische route is een fotochemische reactiecascade die een reeks complexe herschikkingen van polycyclische tussenproducten omvat.

Terpenen zijn natuurlijke stoffen die meestal uit planten komen en een grote structurele diversiteit hebben. Formeel, ze zijn opgebouwd uit isopreeneenheden (2-methylbuta-1, 3-dieen). Sesquiterpenen, terpenen gemaakt van drie isopreeneenheden, zijn de grootste en belangrijkste subset. Hun basisraamwerk bestaat uit 15 koolstofatomen die op zeer verschillende manieren kunnen worden gerangschikt, meestal in systemen van meerdere koolstofatoomringen. Sommige polycyclische sesquiterpenen worden gebruikt als geur- en smaakstoffen, evenals farmaceutische middelen.

Een familie van sesquiterpenen met antidiabetische activiteit en een hoge mate van structurele complexiteit is onlangs geïsoleerd uit agarhout (ook bekend als adelaarshout) en verschillende andere planten. Ze delen allemaal een gemeenschappelijk centraal raamwerk dat bekend staat als een prezizane-skelet. Onder leiding van Thorsten Bach aan de Technische Universiteit van München (Duitsland), een team heeft nu de totale synthese van een lid van deze familie van natuurlijke producten voltooid, agarozizanol B. Een totale synthese is de volledige vorming van een natuurlijk product uit basische, verkrijgbare uitgangsmaterialen.

Het prezizane-skelet is een systeem van drie ringen van koolstofatomen:een zesledige ring die aan een rand is bevestigd aan een vijfledige ring en ook wordt overbrugd door nog twee koolstofatomen om een ​​tweede vijfledige ring te vormen. De uitdaging bij het synthetiseren van een dergelijke structuur is dat het skelet in twee spiegelbeeldvormen kan bestaan ​​(aangeduid als de (+) en (−) vormen). Agarozizanol B heeft ook twee zijgroepen die ook de juiste ruimtelijke oriëntatie moeten hebben.

Het startpunt voor deze elf-staps reactiereeks - wat erg kort is voor een totale synthese - is een indanon-derivaat. Deze verbinding bevat al een systeem met één vijfring en één zesring, zij het een aromatische. De ontbrekende koolstofatomen zijn in de vorm van een alkeenzijketen aan het indanon gehecht. De kern van deze synthese is een fotochemische cascade die drie door licht aangestuurde reacties en een reeks complexe herschikkingen van polycyclische tussenproducten omvat. De eerste stap produceert een gespannen tetracyclisch raamwerk dat alle koolstofatomen van agarozizanol B op de juiste relatieve posities bevat - met verlies van de ongewenste aromaticiteit van de zes-koolstofring. Later, een omzetting leidt tot het tricyclische prezizaanskelet door opening van een drie-koolstofring in een tussenproduct (splitsing van een cyclopropaanbinding).

"Op deze manier verkregen we een mengsel van de (+) en (-) vormen en pure (+)-agarozizanol B, die identiek is aan het natuurlijke product, " zegt Thorsten Bach. "Onze recent ontwikkelde fotochemische cascadereactie is veelbelovend gebleken voor toekomstige syntheses van andere natuurlijke producten."