Chalkogenbasierte Organokatalyse: Mechanistische Untersuchungen und Design von Katalysatoren, deren Aktivität wesentlich durch Sauerstoff oder ein höheres Chalkogen bestimmt ist

• Antragsteller: Professor Dr. Ludger A. Wessjohann
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2009
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5451722

Stickstoff (und Phosphor) stellen in den meisten derzeitigen Organokatalysatoren das reaktive Zentrum , einschließlich solcher, die auf Protonenazidität und Lewisbasen beruhen. Wenige Prozesse nutzen dagegen Organochalkogenide, obwohl diese in der Natur von großer Effizienz und Bedeutung sind, z. B. in Hydrolasen mit Serin und Cystein als katalytischer Drehscheibe, oder in Oxidoreduktasen mit Cystein und Selenocystein. Genutzt werden hierbei die nukleophilen und Redox-Eigenschaften der Chalcogene. Wir studieren die Mechanismen nukleophiler sauerstoffbasierter Katalysatoren in Ver- und Umesterungen und in nukleophilen Substitutionen, sowie den Nachbargruppeneinfluss und sterische oder elektronische Effekte. Ferner wird mittels einer neuen Strategie versucht, die katalytisch relevanten Funktionalitäten strukturiert derart anzuordnen, das eine Kaskadenaktivierung der katalytischen Stelle erfolgen kann, im Idealfall erweitert um sekundäre Interaktionen zur Selektivitätssteuerung. Im zweiten (und dritten) Abschnitt sollen (1.) die mechanistischen Studien dieser Prozesse fortgesetzt werden, mit dem Ziel, diese zu verbessern; (2) mittels Parallelsynthese und Screening bessere chalcogenbasierte Katalysatoren entwickelt werden; (3.) durch diese Erkenntnisse und Computermodelling bessere katalytische Ensembles (Diaden, Triaden) und daraus resultierend fokussierte Bibliotheken entworfen werden, letztlich (4.) auch sekundäre Wechselwirkungen in Rezeptormacrocyclen analysiert werden, um letztlich auf „synthetische Enzyme hinzuarbeiten.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1179: Organokatalyse