Von molekularem Iod zu chiralen Katalysatoren - Eine systematische Anwendung von Halogenbrücken in der Organokatalyse

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Breugst
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 388141366

Das Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der systematischen Anwendung von Halogenbrücken in der organischen Synthese. Der Schwerpunkt unserer Untersuchungen liegt dabei auf der Entwicklung stereoselektiver Halogenbrücken-katalysierter Reaktionen und auf dem Design der dazu benötigten chiralen Katalysatoren. Bislang werden Halogenbrücken in verschiedenen Teilbereichen der Chemie eingesetzt, aber Beispiele für stereoselektive Umwandlungen, die von Halogenbrücken hervorgerufen werden, sind selten. Um diese Lücke zu füllen, kombinieren wir klassische Methoden der physikalisch-organischen Chemie sowie spektroskopische Untersuchungen mit computerchemischen Verfahren. Dabei werden wir chirale Zusätze identifizieren, die in der Lage sind, molekulares Iod (einen der einfachsten Halogenbrücken-Donoren) zu komplexieren. Die so erzeugte chirale Umgebung soll dann zu einer enantioselektiven Reaktion führen. Des Weiteren werden wir im Rahmen dieses Projektes eine Lewis-Säure-Skala für verschiedene Halogenbrücken-Motive erstellen, die es uns erlaubt, geeignete Verbindungen für die Katalyse zu identifizieren. Die so entwickelten Katalysatoren ergänzen die bisher verwendeten Prolin- und Prolinol-basierten Strukturen und werden von uns in wichtigen organokatalytischen Umsetzungen verwendet. Unsere Untersuchungen bieten zum einen eine neue Perspektive im Bereich der stereoselektiven Organokatalyse durch die Verwendung neuer katalytischer Motive. Zum anderen ermöglichen die physikalisch-organischen Untersuchungen ein umfassendes Verständnis dieser bisher wenig in der Katalyse eingesetzten nichtkovalenten Wechselwirkung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen