Entwicklung einer katalytischen, enantioselektiven Methode zum Aufbau quartärer Stereozentren: Die asymmetrische Palladium-katalysierte konjugierte Addition von Alkyl-, Vinyl- und Alkinylbornukleophilen an alpha, beta-ungesättigte Elektrophile

• Antragsteller: Dr. Denis Kröger
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318856427

Der enantioselektive Aufbau von asymmetrischen quartären Kohlenstoffatomen, die an vier Kohlenstoffatome mit unterschiedlichem Substitutionsmuster gebunden sind, ist von bedeutendem Interesse für zahlreiche Forschungsbereiche. Durch die dreidimensionale räumliche Anordnung wird der erforschbare chemische Raum signifikant erhöht, womit beispielsweise für die Pharmaforschung ungeahnte Möglichkeiten einhergehen, die die seit Jahrzehnten etablierten achiralen, flachen Moleküle nicht bieten. Ein Blick auf die umsatzstärksten Pharmaka verrät, dass lediglich ein geringer prozentualer Anteil über derartige Stereozentren verfügt. Darüberhinaus wird keines dieser Chiralitätszentren mit Hilfe einer chemischen Synthese konstruiert. Vielmehr muss hierbei auf biosynthetische Naturstoffe zurückgegriffen werden. Der Status quo zeigt somit zum einen, dass derartig aufgebaute chirale Substanzen ein hohes, noch unerforschtes Potential in sich bergen und zum anderen, dass es einen Mangel an effektiven synthetischen Verfahren zum Aufbau solcher Stereozentren gibt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher eine universelle Methode zu entwickeln und zu etablieren, die den Aufbau dieser Stereozentren auf einem synthetisch möglichst einfachen Weg und unter atomökonomischen Bedingungen realisiert. Inspiriert von einer diese Rahmenbedingungen erfüllenden Palladium-katalysierten enantioselektiven, konjugierten Addition von Arylboronsäuren an Alpha, beta ungesättigte Elektrophile, die jedoch bislang auf aromatische Boronsäuren limitiert ist, wird die Entwicklung einer Methode angestrebt, die die bisherigen Limitierungen überwindet und so ein breites Substituentenspektrum zugänglich macht. Die Realisierung des Vorhabens soll durch den Einsatz neuer Palladium-basierter Katalysatorsysteme mit bi- oder tridentaten N-heterocyclischen Carbenen (NHC) als Liganden und durch die Verwendung stabiler und seitenkettenfunktionalisierter Alkyl-, Vinyl- und Alkinylbornukleophile erreicht werden. Gerade durch die Möglichkeit funktionalisierte Seitenketten hoher Diversität (z. B. Aminosäuren oder Heteroaromaten) einsetzen zu können, wird sich die angestrebte Methode von allen bisherigen abheben und darüberhinaus Ansatzpunkte für eine vielschichtige Folgechemie bieten.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Brian M. Stoltz, Ph.D.