NOHCs - 3-Alkoxyimidazolylidene (NOHCs): Eine neue Klasse stark nukleophiler Carbene. Darstellung, Struktur- und Reaktivitätsstudien sowie neue Anwendungen in der asymmetrischen Katalyse

• Antragsteller: Professor Dr. Peter R. Schreiner, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 379561324

Das Projekt beschreibt die Synthese einer neuen Klasse N-heterocyclischer Carbene, nämlich 3-Alkoxyimidazolylidene (NOHCs), von denen erwartet wird, daß sie sogar noch nukleophiler als die sehr nützlichen und vielseitig verwendeten N-heterocyclischen Carbene (NHCs) sind. NOHCS werden aus ihren entsprechenden Alkoxyimidazoliumsalzen dargestellt; diese sind in großer Variationsbreite leicht in nur zwei Schritten aus den entsprechenden Iminen und Oximen zugänglich. Die gewählte Syntheseroute erlaubt zeitgleichen Zugang zu NHCs und NOHCs mit dem gleichen Substitutionsmuster, was deren Vergleich leicht macht. Zuerst sollen die intrinsischen Eigenschaften und Reaktivierten der NOHCs mittels pKa-Bestimmung der Salz-Vorstufen, spektroskopische Studien, Dimerisierung und computerchemische Untersuchungen bestimmt werden. Im Idealfall gelänge uns auch die Kristallisation des "Arduengo-NOHCs" zum direkten Strukturvergleich. Im zweiten Schritt werden chirale NOHCs basierend auf chiralen Amine und Cinchona-Derivaten dargestellt und in katalytischen Testreaktionen auf ihre Brauchbarkeit als enantioselektive Katalysatoren hin überprüft und mit chiralen NHCs verglichen. Im dritten Schritt sollen die NOHCs auf eine Serie neuer, herausfordernder Reaktionen wie die bisher unbekannte enantioselektive Kinugasa-Reaktion, enantioselektive Trifluormethylierung und schließlich die enantioselektive Thia-Diels-Alder-Reaktion angewendet werden. Die beiden teilnehmenden Gruppen haben komplementäre Erfahrung: die Mloston-Gruppe hat breite Kenntnisse in der Synthese von Heterocyclen, insbesondere Imidazol-N-Oxide, während die Schreiner-Gruppe sowohl in der Carbenchemie als auch in der enantioselektiven Organokatalyse einschlägig ausgewiesen ist.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Grzegorz Mloston