Entwicklung von Organochalkogen-Katalysatoren als nachhaltiges Konzept für die selektive Aminierung und Halogenierung ungesättigter Kohlenwasserstoffe im Kontext der bioinspirierten Synthese medizinrelevanter Natur- und Wirkstoffe

• Antragsteller: Professor Dr. Alexander Breder
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255037315

Im Rahmen des geplanten Forschungsprogramms soll ein nachhaltiges, organochalkogenbasiertes Katalysekonzept (Chalkogen = S, Se) für die stereo- und chemoselektive, oxidative Nitrogenierung und Halogenierung einfacher Alkene erarbeitet werden. Die aus diesen Arbeiten hervorgehenden Katalyseverfahren sollen anschließend als Schlüsselmethoden in Synthesen medizinrelevanter Naturstoffe und deren Analoga eingesetzt werden. Das Programm untergliedert sich hierbei in die folgenden drei Teilbereiche: A) Auf der Grundlage mechanistischer Untersuchungen sollen zwei neuartige Klassen chiraler Diaryldisulfide und -selenide sowie Thio- und Selenamidverbindungen als Katalysatoren für die stereoselektive Knüpfung von C-N und C-Halogen Bindungen entwickelt werden. Im Falle der Dichalkogenide liegt ein besonderes Augenmerk auf dem Entwurf präzedenzloser Katalysatorarchitekturen, die eine effiziente Stereoinduktion und einen hohen Substratumsatz ermöglichen sollen. B) Die aus dem ersten Teilprojekt hervorgehenden chiralen Chalkogenkatalysatoren sollen in der Folge auf eine Reihe verschiedener asymmetrischer Transformationen, wie beispielsweise die oxidative allylische Aminierung oder Halogenierung, angewendet werden. Darüber hinaus sind auch oxidative Aminozyklisierungen für die stereoselektive Darstellung aliphatischer Heterozyklen von großem Interesse. Im Bereich der Halofunktionalisierungen sollen zudem enantioselektive Dihalogenierungen und Halo(carbo)zyklisierungen realisiert werden. Letztere Transformation soll als Schlüsselmethode für die stereoselektive Totalsynthese halogenierter Labdanalkaloide dienen. C) Ziel des dritten Teilprojektes ist die Anwendung der vorgenannten Katalysetechniken in schrittökonomischen Synthesen der bioaktiven Haterumaimide L und M. Mithilfe eigens entwickelter Katalysatoren soll über eine enantioselektive, bioinspirierte Halocarbozyklisierung ein Zugang zu einer Vorläuferstruktur geschaffen werden, von der aus die verschiedenen Zielverbindungen und deren Strukturanaloga aufgebaut werden sollen.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Großgeräte: Hochleistungsflüssigkeitschromatographie-Apparatur
• Gerätegruppe: 1350 Flüssigkeits-Chromatographen (außer Aminosäureanalysatoren 317), Ionenaustauscher