Katalytische, enantioselektive Synthese von N-Heterocyclen ausgehend von o-Chinonmethidiminen zur Entwicklung abfallvermeidender Produktionsprozesse für eine nachhaltige und moderne Chemie

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Martin Kretzschmar

Die Entwicklung neuer, leistungsfähiger, katalytischer enantioselektiver Synthesemethoden gehört nach wie vor zu den aktuellsten Forschungsthemen unserer Zeit, da diese ressourcenschonende und abfallvermeidende Produktionsprozesse ermöglichen, die für eine nachhaltige und moderne Chemie unerlässlich sind.

Das Ziel der Promotion besteht darin, erstmals konjugierte, katalytische, enantioselektive Additionsreaktionen von C-Nucleophilen an o-Chinonmethidimine zu etablieren, um einen neuartigen Einstieg in die enantioselektive Synthese von verschiedenen N-Heterocyclen zu ermöglichen.

Als chirale Organokatalysatoren sollen dabei BINOL-basierte Brønstedt-Säuren, wie Phosphorsäuren oder Phosphorsäureamide, dienen. o‑Chinonmethidimine lassen sich sehr elegant in situ durch eine sauer katalysierte Eliminierung von Wasser aus o‑Aminobenzylalkoholen erzeugen. Der chirale Phosphorsäurekatalysator spielt damit eine doppelte Rolle. Er katalysiert die Bildung des o‑Chinonmethidimins  und bindet dieses über eine Wasserstoffbrücke, um durch sterische Wechselwirkung den Angriff des Nucleophils zum enantiomer angereicherten Produkt  zu dirrigieren. Je nach verwendetem Nucleophil ist anschließend in einem Großteil der Fälle eine Cyclisierung des Produktes über die Aminogruppe möglich, womit diese Reaktion eine sehr effiziente Methode zur enantioselektiven Synthese von N-Heterocyclen darstellt.

Im Laufe der Promotion soll die konjugierte, katalytische, enantioselektive Additionsreaktion vier verschiedener Klassen von C-Nucleophilen an o-Chinonmethidimine etabliert werden, um einen neuartigen Einstieg in die enantioselektive Synthese von verschiedenen N-Heterocyclen zu ermöglichen. 

Die dabei zu etablierenden Methoden stellen einen potentiell sehr interessanten, einstufigen Zugang zu Chinolinderivaten dar, welche aufgrund ihrer dokumentierten hohen biologischen Aktivität eine große Rolle in Natur und Medizin spielen. Durch die zu entwicklenden Methoden welche den Ansprüchen der "grünen Chemie" entsprechen eröffnen sich damit neue, umweltschonendere Möglichkeiten für die pharmazeutische Forschung und Prozessentwicklung. 

Förderzeitraum:
01.12.2015 - 30.11.2018

Institut:
Universität Leipzig
Fakultät für Chemie und Mineralogie
Institut für Organische Chemie

Betreuer:
Prof. Dr. Christoph Schneider

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Publikationen: