Substitution von gasförmigen Reagenzien durch Feststoffe

Das Ziel dieses Projektes ist die Einführung von kurzkettigen Alkylresten in komplexe organische Substanzen durch die Verwendung von einfach zu verwendenden Reagenzien. Die bevorzugten Reagenzien in der organischen Synthese sind nicht toxische, nicht korrosive Feststoffe, die ohne spezielle Vorsichtsmaßnahmen über längere Zeit gelagert werden können ohne sich zu zersetzen. Unglücklicherweise erfüllen die momentan in Verwendung stehenden Alkylierungsreagenzien diese Voraussetzungen nicht oder nur teilweise, da sie oftmals gasförmig sind und auch zusätzlich andere vorher erwähnte Kriterien nicht erfüllen. Wie kann man diese Diskrepanz nun auflösen, nachdem es schwierig ist ein gegebenes Reagenz so zu verändern, dass die Reaktivität erhalten bleibt aber die Handhabung erleichtert wird? Die Hypothese ist, dass neue Reagenzien entwickelt werden können, die leicht handhabbare Feststoffe sind, allerdings innerhalb der Reaktion ein reaktives, eventuell auch gasförmiges, Alkylierungsreagenz freisetzen. Um das umzusetzen werden wir verschiedene Reagenzklassen untersuchen, die unter definierten Bedingungen in reaktive Intermediate zerfallen, die auch geeignete Alkylierungsmittel sind. Zusätzlich muss allerdings gewährleistet sein, dass die Zersetzungsbedingungen der Reagenzien auch mit den übrigen Reaktanten, Katalysatoren und ganz allgemein den anderen Reaktionsbedingungen kompatibel sind. Zu Beginn werden die Reagenzien auf wenigen ausgewählten Testsubstraten erprobt werden, bevor die allgemeine Anwendbarkeit ausgetestet wird. Die Verwirklichung dieses Projektes wird zu einer Erhöhung der Anzahl der chemischen Reaktionen führen, die unter normalen Laborbedingungen durchgeführt werden können. Das heißt, ohne die Verwendung von zum Beispiel speziellen Hochdruckreaktoren, welche für Reaktionen mit Gasen oft benötigt werden. Zusätzlich werden Reaktionen mit gasförmigen Reagenzien vor allem an Universitäten oft aktiv vermieden. Der Grund dafür ist, dass dort Reaktionen oft nur im Milligramm Maßstab durchgeführt werden und die Dosierung von Gasen in dieser geringen Menge sehr schwierig ist. Daher birgt das Projekt das Potential, den an Universitäten typischerweise untersuchten chemischen Raum deutlich zu vergrößern. Zuletzt sollen die entwickelten Reagenzien und Methode auch noch in der Modifizierung von bekannten Wirkstoffen angewandt werden, um die Nützlichkeit der Methode an anschaulichen Beispielen zu demonstrieren.