Asym. Nuc. C(sp3)-Fluorierung durch Synergistische Organokat

Organofluorverbindungen mit ihren zahlreichen Anwendungen sind aus dem modernen Alltag nicht mehr wegzudenken. Neben den wohlbekannten Kältemitteln und Plastikwerkstoffen (z.B. Teflon) besitzen rund 35% aller Agrochemikalien bzw. 20% aller zugelassenen Medikamente zumindest eine Kohlenstoff-Fluor Bindung. Diese Bindungen zeichnen sich durch ihre einzigartige Stabilität sowie Polarität aus und erlauben es die pharmakologischen Eigenschaften von Wirkstoffen zu verbessern. Mit bildgebenden Verfahren wie PET können darüber hinaus Pharmazeutika, welche geringe Mengen an radioaktivem Fluor enthalten, im menschlichen Körper verfolgt werden. Dies hilft bei der Diagnose bzw. Lokalisierung von Erkrankungen und ermöglicht eine personalisierte Therapie. Allerdings stellt die Herstellung dieser vielseitig einsetzbaren Organofluorverbindungen immer noch eine Herausforderung dar, zumal diese auf hochgefährlichen Chemikalien wie Fluorwasserstoff (ein hochtoxisches, korrosives Gas) basiert, welche in der Vergangenheit zu schweren Unfällen geführt haben. Der Ersatz dieser Substanzen durch sichere, kosteneffiziente und leicht verfügbare Fluoridquellen stellt daher das primäre Ziel zukünftiger Innovationen im Bereich der Fluorchemie dar. Die Gruppe von Prof. Gouverneur an der Universität Oxford verfügt über weltweit führende Expertise zur Synthese von Fluorverbindungen. Die dort kürzlich entwickelte Wasserstoffbrückenbindungs- Phasentransferkatalyse, welche eine Form der Organokatalyse darstellt, erlaubt die Verwendung von preiswerten und sicheren Alkalimetallfluoriden unter Einsatz von Harnstoff-basierten Katalysatoren. Diese Methodik ermöglicht die Durchführung von hochselektiven Reaktionen durch die Feinregulierung der Fluorid-Reaktivität. Dadurch erhöht sich im Vergleich zu bisherigen Methoden die Effizienz des Fluorierungsprozesses, während Nebenreaktionen unterdrückt und Abfallprodukte reduziert werden. Ziel dieses Projekts ist die Ausweitung der Anwendbarkeit dieses katalytischen Konzepts auf weniger reaktive, jedoch pharmakologisch hochrelevante Ausgangsverbindungen.