Ausbau der enantioselektiven, Cu-katalysierten Henry-Reaktion zu einem breit nutzbaren Synthesetool

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Breuning
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 407493296

In vielen Veröffentlichungen über enantioselektive Henry-Reaktionen ( = Nitroaldol-Reaktion) findet sich die Aussage, dass diese wertvolle C,C-Knüpfungsreaktionen seien, da sich die resultierenden ß-Nitroalkohole leicht in chirale, multifunktionale Synthesebausteine überführen ließen. In der Tat sind die Voraussetzungen hierfür exzellent, denn es existieren heutzutage hochgradig enantioselektive Cu-Katalysatoren (insbesondere auch unserer) und die Optionen zu Transformationen von Nitroverbindungen sind vielfältig. Aber letztere Reaktionen wurden an chiralen Henry-Produkten noch nicht oder nur an singulären Beispielen durchgeführt (einzige Ausnahme: Reduktionen zu ß-Aminoalkoholen); das hierin vorhandene immense Synthesepotential liegt folglich noch brach. Genau an diesem Punkt setzt unser Projekt an:Die enantioselektive Henry-Reaktion soll methodisch verbreitert und durch Kombination mit verschiedenen Folgereaktionen an der Nitrogruppe zu einem effizienten, breit nutzbaren Synthesewerkzeug ausgebaut werden.Dabei sollen folgende drei Teilziele realisiert werden:(1) Ausweitung der enantioselektiven Henry-Reaktionen auf lagerstabile Alkohole ('oxidative' Henry-Reaktionen): Dies vereinfacht die Reaktionsführung und ist zugleich das erste Beispiel für eine Cu-katalysierte Tandem-Reaktion des Typs Oxidation-asymmetrische C,C-Knüpfung.(2) Kombination der Henry-Reaktion mit [3+2]-Cycloaddition: Aus den primär resultierenden Isoxazol(id)inen lassen sich vielseitig nutzbare, hoch funktionalisierte Synthesebausteine mit bis zu vier aufeinander folgenden, z. T. wahlweise einstellbaren Stereozentren gewinnen.(3) Kombination der Henry-Reaktion mit Denitrierung: Dies erlaubt die enantioselektive Synthese chiraler Alkohole mit identischer Nahsphäre, die auf anderen Wegen oft nur schwer zugänglich sind.Zu allen Unterprojekten wurden bereits Vorarbeiten geleistet, welche deren prinzipielle Durchführbarkeit belegen. Darauf aufbauend sollen robuste, breit einsetzbare Verfahren entwickelt (methodischer Teil) und deren Praktikabilität und Leistungsfähigkeit anhand der enantioselektiven Synthese einer Reihe an ausgewählten Natur- und Wirkstoffen unter Beweis gestellt werden (anwendungsorientierter Teil). Diese Anwendungen reichen von einfacheren Beispielen, an denen ein direkter Vergleich mit anderen Synthesemethoden gezogen werden kann, bis hin zu strukturell komplexen Systemen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen