Synthetic studies towards the oxylipin 3-(R)-HEPE

Abstract

As a consequence of the increased interest in natural products from fungal origin, it has been discovered that 3-(R)-hydroxilipins play a crucial role in how the yeast Candida albicans develop. The yeast is behind more than 70% of candidemia isolates in Norway, it is the fourth most common pathogen isolated from blood cultures in the United States of America, and rank among the ten most common pathogens in Europe. Efficient methods of synthesising the target of this project, the hydroxylipin 3-(R)-HEPE (3), and thereby enabling biological testing, is deemed important in figuring out more efficient ways to treat fungal infections. It was postulated that the target material could be synthesised through a Reformatsky reaction. The crucial auxiliary 92 could however not be produced in the laboratory, so the strategy was abandoned. A non-chiral Grignard reaction was chosen as a means to extrapolate a protocol from the aldehyde produced from DHA-EE (39) to 3-HEPE (109). The protocol could then be used on the product from an asymmetric Brown allylation reaction, to create the target material. Though several strategies from the Grignard product 101 was attempted, no way could be found, and the strategy was abandoned. The racemic mixture of 3-HEPE (109) was necessary to check the exact stereochemistry of the asymmetric product. The non-chiral version of the Reformatsky reaction, without any auxiliary, was chosen. The product from the reaction proved hard to purify, and spectral data indicated that many very similar by-products were created. As the asymmetric aldol reaction had proven to be an efficient method towards 3-(R)-HEPE (3), the non-chiral version with a non-chiral auxiliary was chosen. The cheaper oxazolidinone 114 did not produce the aldol product with TiCl4 as chelating agent, but the corresponding, more expensive thiazolidinethione 116 worked under the same conditions. The ethyl ester of 3-HEPE (91) was then synthesised without any major obstacles. The ethyl ester 91 was split into three portions: One portion was used to create the target material 109, which could not be completely purified due to lack of time and small amounts of material; another portion was used to create the β-keto ester 118 for biological testing; the third portion was used to create the Mosher’s ester 119, which was used to confirm the exact stereochemistry of 3-(R)-HEPE (3).

Som en konsekvens av økt interesse innenfor naturprodukter fra sopp, har det blitt oppdaget at 3-(R)-hydroksylipiner spiller en viktig rolle i hvordan gjærsoppen Candida albicans utvikler seg Gjærsoppen står bak omtrent 70% av alle candidemi-isolater på norske sykehus, er den fjerde oftest isolerte patogenet i Amerikas forente stater, og er listet som et av de ti mest vanlige patogener i Europa. Effektive metoder for å syntetisere målmolekylet for dette prosjektet, hydroksilipinet 3-(R)-HEPE (3), og dermed tilrettelegge for biologiske tester, regnes som viktig for å finne bedre måter å bekjempe soppinfeksjoner. Det ble foreslått at målmolekylet kunne syntetiseres gjennom en Reformatsky-reaksjon. Den nødvendige hjelpegruppen 92 kunne ikke syntetiseres, til tross for flere forsøk, så en ny strategi måtte velges. Valget falt på en akiral Grignard-reaksjon, som skulle brukes for å lage en protokoll fra aldehydet av DHA-EE (39) til 3-HEPE (109). Protokollen skulle så kunne benyttes til en asymmetrisk Brown allylerings-reaksjon for å danne målmolekylet 109. Selv om flere strategier fra Grignard-produktet 101 mot 3-HEPE (109) ble forsøkt, ble det ikke funnet en god metode. Strategien ble derfor valgt bort. For å bekrefte den eksakte stereokjemien til en asymmetrisk reaksjon, skal også den tilsvarende rasemiske blandingen syntetiseres. En akiral Reformatsky-reaksjon, uten hjelpegruppe, ble valgt. Resultatet av reaksjonen viste seg å være vanskelig å rense, samt at spektraldata indikerte at biprodukter som liknet på Reformatsky-produktet ble dannet. Siden den asymmetriske aldol-reaksjonen hadde vist seg å fungere på systemet, ble en akiral versjon med en akiral hjelpegruppe valgt. Det billigere oksasolidinonet 114 viste seg å ikke hjelpe i reaksjonen med TiCl4 som kileringsreagens, men det korresponderende, dyrere tiazolidinetionet 116 fungerte under de samme betingelsene. Etylesteren av 3-HEPE (91) ble syntetisert uten særlige problemer. Etylesteren 91 ble splittet i tre porsjoner: Én ble brukt til å danne målmolekylet 109, men med begrenset tid og mengde materiale ble det ikke funnet en god måte å rense det på; neste porsjon ble brukt til å danne β-ketoesteren 118 til biologiske tester; den siste porsjonen ble brukt til å danne den korresponderende Mosher-esteren (119). Sistnevnte ble brukt til å stadfeste absoluttkonfigurasjonen til 3-(R)-HEPE (3).