Übergangsmetallkatalysierte asymmetrische C-H Aktivierung

01.02.2009 - 01.02.2012
Forschungsförderungsprojekt
Das vorliegende Projekt behandelt die Entwicklung von Methoden zur asymmetrischen C-H Aktivierung mittels Übergangsmetallkatalyse. Die Methode der C-H Aktivierung hat großes Potential in der organischen Synthese da, falls anwendbar, komplexe Synthesesequenzen merklich verkürzt werden können. Dies wurde bereits in einigen innovativen Beispielen in der Literatur gezeigt wenn auch meist in asymmetrischen Problemstellungen. Die Mehrheit der Beispiele wurde bisher über die Aktivierung von sp2 C-H Gruppen publiziert, da es sich gezeigt hat dass sp2 C-H Bindungen leichter aktiviert werden können und weniger Nebenreaktionen stattfinden. In den letzten Jahren wurden auch erhebliche Fortschritte in der Aktivierung von sp3 C-H Bindungen gemacht und auch die ersten asymmetrischen Beispiele aufgezeigt wenn auch mit nicht vernachlässigbaren Limitierungen. Weitere Forschungen auf diesem Gebiet sind deshalb unabdingbar um die Effizienz in der organischen Synthese weiter zu verbessern. Das Thema der asymmetrischen C-H Aktivierung soll mittels zwei verschiedenen Ansätzen bearbeitet werden. Im ersten Ansatz kommen dirigierende Gruppen zum Einsatz die mit definierter Stereochemie im Substrat installiert werden. Diese dirigierende Gruppe soll dann das Übergangsmetall zu einer definierten C-H Bindung einer CH2 Gruppe lenken und in diese insertieren was letztendlich zu diastereomer angereicherten oder im Idealfall sogar diastereomer reinen Produkten führt. Als Edukte sind kommerziell erhältliche chirale Verbindungen vorgesehen, vor allem Carbonsäuren von Pyrrolidin, Piperidin, THF, THP und andere. Die Säuregruppe ist sehr nützlich da sie sehr leicht in eine Reihe von potentiellen dirigierenden Gruppen überführt werden kann (z.B. Ester, Amide, Oxazoline, etc.). Nachdem die chirale Information bereits im Molekül vorhanden ist können achiral Katalysatoren verwendet werden wenngleich chirale Katalysatoren zusätzliche Selektivitätsverbesserungen liefern können (match – mismatch). Zu Beginn werden Katalysatoren von Pd, Rh und Ru untersucht da diese Metalle im Zusammenhang mit C-H Aktivierungsreaktionen häufig zum Einsatz kommen. Der zweite Ansatz geht von achiralen Edukten aus und führt die stereochemische Information über chirale Katalysatoren in das Molekül ein. Im Idealfall soll das katalytische System in situ durch Zugabe von chiralen Liganden zu Katalysator Vorstufen erfolgen. Selbstverständlich werden auch vorgefertigte chirale Katalysatoren in die Untersuchungen miteinbezogen. Zu Beginn werden ebenfalls die oben genannten Metalle untersucht werden. Als Ausgangsprodukte werden in diesem Projektteil hauptsächlich Verbindungen mit benzylischen CH2 Gruppen zum Einsatz kommen da diese CH2 Gruppen leichter aktiviert werden können. Im Allgemeinen wird auf dirigierende Gruppen im klassischen Sinn verzichtet. In einer Substratklasse sind allerdings Heteroatome in Nachbarschaft zur zu aktivierenden CH2 Gruppe vorgesehen, in einer weiteren Heterozyklen wie zum Beispiel Pyridin, da auch diese einen dirigierenden Effekt haben können. Zu Beginn werden in beiden Projektteilen Arylierungsreaktionen Gegenstand der Untersuchungen sein. Später werden auch Alkylierungen, Alkenylierungen und Carbonylierungen getestet.

Personen

Projektleiter_in

Projektmitarbeiter_innen

Institut

Förderungmittel

  • FWF - Österr. Wissenschaftsfonds (National) Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)

Forschungsschwerpunkte

  • Biological and Bioactive Materials: 70%
  • Materials Characterization: 30%

Schlagwörter

DeutschEnglisch
asymmetrische Syntheseasymmetric synthesis
C-H AktivierungC-H activation
Metallkatalysemetal catalysis

Publikationen