Inter- und intramolekulare, Phosphorsäure-katalysierte Reaktionen von in situ-erzeugten ortho-Chinomethiden und ortho-Chinomethidiminen zum enantioselektiven Aufbau benzoanellierter Sauerstoff- und Stickstoff-Heterocyclen

• Antragsteller: Professor Dr. Christoph Schneider
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 268823980

Ortho-Chinomethide sind kurzlebige, hochreaktive Alkylidencyclohexadienone, die in situ erzeugt und in konjugierten Additions- und Cycloadditionsreaktionen unter Rearomatisierung zu Phenolen umgesetzt werden können. In vorangegangenen Arbeiten innerhalb der ersten Förderperiode konnten wir für eine breite Palette von Reaktionen zeigen, dass Phosphorsäure-gebundene, chirale ortho-Chinomethide leicht aus ortho-Hydroxybenzylalkoholen hergestellt und mit enolhaltigen und verwandten Nucleophilen im Sinne einer bifunktionellen Aktivierung mit hoher Enantioselektivität zu verschiedenen benzoanellierten Sauerstoff-Heterocyclen umgesetzt werden können.Im Fortsetzungsprojekt beabsichtigen wir nun, das volle Synthesepotential nicht nur der ortho-Chinomethide, sondern auch der verwandten ortho-Chinomethidimine auszuloten und diese Prozesse zu breit anwendbaren, flexiblen und hochselektiven Verfahren für die Synthese benzoanellierter Sauerstoff- und Stickstoff-Heterocyclen weiterzuentwickeln. In diesem Kontext sind vor allem zwei Schwerpunkte geplant, die über die bisherigen Arbeiten konzeptionell deutlich hinausgehen: einerseits die Entwicklung kooperativ-synergistischer Katalysestrategien, die es erlauben, die Phosphorsäure-Katalyse mit einer Amin-Katalyse zu kombinieren. Dadurch sollen Transformationen ermöglicht werden, die unter lediglich monokatalytischen Bedingungen nicht ablaufen würden, indem auch katalytisch erzeugte Enamine und Dienamine mit Phosphorsäure-gebundenen ortho-Chinomethiden umgesetzt werden können. Dicht funktionalisierte und hochsubstituierte Chromansysteme sollten auf diese Weise enantioselektiv zugänglich sein.In einem zweiten Schwerpunkt beabsichtigen wir, intramolekulare, enantioselektive Cycloadditionsreaktionen von ortho-Chinomethidiminen zu studieren, die zu alkaloidähnlichen Verbindungen wie benzoanellierten Indolizidinen und Chinolizidinen führen sollen. Eine solche Strategie - enantioselektiv durchgeführt - ist gegenwärtig präzedenzlos und wäre gleichzeitig eine erhebliche konzeptionelle Erweiterung des Synthesepotentials von ortho-Chinomethidiminen. In den Vorarbeiten konnten wir die Tragfähigkeit der Strategie schon erfolgreich nachweisen und wollen sie nun breit untersuchen. Weiterhin beabsichtigen wir, auch intramolekulare, konjugierte Additionen verschiedener p- und Heteronucleophile an ortho-Chinomethidimine zu untersuchen, um so in einem Schritt mehrfach substituierte und funktionalisierte Tetrahydrochinoline, Benzoazepine und Benzodiazepine zugänglich zu machen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen