Anodische Funktionalisierung von Alkenen mittels Diselenidkatalyse

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Alexander Breder; Professorin Dr. Inke Siewert
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung ; Anorganische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433320673

Das Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Synthesemethode zur elektrochemisch getriebenen, Selen-katalysierten Fluorierung und Aminierung von nicht-aktivierten Alkenen sowie mit ihrer Anwendung in der Naturstoffsynthese. Fluorierungsreaktionen an Kohlenstoffgerüsten spielen eine wichtige Rolle z. B. in der Synthese von Pharmaka, Theranostika oder Agrochemikalien. Fluoratome in derlei Wirkstoffen können u. a. deren metabolische Stabilität und Bioverfügbarkeit erhöhen, Protein-Ligand-Wechselwirken modifizieren oder zur Aufklärung ihres Wirkortes beitragen. Nicht zuletzt aus diesen Gründen besteht ein immenser Bedarf an effizienten Verfahren für die gezielte Darstellung fluorierter Kohlenstoffgerüste. Neben Fluorierungen spielen auch Aminierungsreaktionen eine wesentliche Rolle in der organischen Synthese, da die C–N Bindung eines der am häufigsten anzutreffenden Strukturmotive in organischen Verbindungen ist. Kohlenstoff-Stickstoffbindungen sind sowohl von biologischer (z. B. Peptide und Proteine), medizinischer (z. B. Arzneistoffentwicklung) als auch materialchemischer (z. B. polyamidische Kunstfaserstoffe wie Nylon) Relevanz, sodass sich der anhaltende Bedarf an effizienten und materialökonomischen Verfahren zum Aufbau von C–N Einfachbindungen leicht erkennen lässt. Um insbesondere den Leitgedanken von Atom- und Redoxökonomie Vorschub zu leisten, soll in diesem Projekt die anodische Oxidation von Alkenen mithilfe von Diselenidkatalysatoren als Schlüsselschritt für den Aufbau von C−F und C−N Bindungen genutzt werden. Durch den Verzicht auf traditionelle chemische Oxidanzien sowie auf die Nutzung präoxidierter Edukte zur Einbringung von Fluor- oder Stickstoffgruppen (z. B. durch nukleophile Substitution) stellt das hier vorgestellte Konzept eine ressourcenschonende Alternative zu den meisten bisherigen Methoden dar. Ferner kann die Elektrochemie über vielseitige Verfahren zur Erzeugung und Untersuchung reaktiver Spezies unter milden Bedingungen genutzt werden, was einerseits zu einer höheren Chemoselektivität und andererseits zu einem klareren mechanistischen Verständnis der betreffenden Reaktionen führen kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen