Asymmetrische a-Funktionalisierung von Carbonsäurederivaten

Die direkte asymmetrische -Funktionalisierung einfacher acyclischer Carbonsäurederivate ist eine schwierige und herausfordernde Zielsetzung. In diesem Projekt planen wir die Entwicklung neuer, effizienter und einfach durchzuführender Verfahren um solche Reaktionen zu bewerkstelligen. Wir werden hierbei unter Verwendung chiraler Lewis Basen-Katalysatoren hochreaktive Ammoniumenolat- Intermediate herstellen, welche anschließend eine Reihe neuartiger asymmetrischer -Hetero- und Carbofunktionalisierungen eingehen werden. Die dadurch erhältlichen chiralen Produkte sind von hoher Bedeutung für weitere Verwendungen in komplexen Synthesen und im Zuge dieses Projektes werden daher neuartige und hocheffiziente Verfahren für die Herstellung dieser wichtigen Verbindungen entwickelt.

Die Entwicklung von effizienten Methoden um Carbonsäurederivate in der a-Position (der Position neben der Carbonsäure) zu funktionalisieren und hierbei das entstehende Stereozentrum (sprich die räumliche Anordnung) zu kontrollieren ist von großer Bedeutung. Der Einsatz chiraler Organokatalysatoren hat sich hierbei als sehr vielversprechend erwiesen. Im Zuge dieses Projektes gelang es uns neuartige Verfahren für asymmetrische a-Heterofunktionalisierungen und a-C-C-Bindungsknüpfungen unter Verwendung von chiralen Lewis Base Katalysatoren und chiralen Ionenpaar Katalysatoren zu entwickeln. Im ersten Fall interagiert der Katalysator, in unserem Fall meist ein chiraler Isothioharnstoff, kovalent mit dem Startmaterial wodurch hohen Stereoselektivitäten möglich sind. Dies konnte erfolgreich für z.b. a-Chlorierungen von Estern, a-Alkylierungen von Aminosäurederivaten, und die Bildung von chiralen Heterozyklen etabliert werden. Zusätzlich konnten wir unter Verwendung von nicht-kovalenter Ionenpaar Katalyse eine Vielzahl an a-halogenierten Heterozyklus-basierten Amiden und a-selenierten und a-halogenierten Aminosäurederivaten effektiv erstmalig herstellen. Weiters gelang es uns neuartige chirale Lewis Base Katalysatoren einzuführen welche sich als sehr vielversprechend für zukünftige Anwendungen erwiesen. Zusätzlich zu diesen Ergebnissen, haben einige der im Zuge dieses Projektes gemachten Beobachtungen zu interessanten Nebenprojekten geführt und damit auch neue Wege für zukünftige Forschungsthemen eröffnet.