Neue Multikomponentenreaktionen und Dominoprozesse zur Synthese von hoch funktionalisierten Cyclohexanonen, Piperidinonen und ihren Derivaten

• Antragsteller: Dr. Stephan Cludius-Brandt
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 194847653

Zur Synthese organischer Verbindungen werden Bindungen im Zielmolekül üblicherweise Schritt für Schritt geknüpft. Eine elegantere und sehr viel effizientere Möglichkeit stellen Multikomponentenreaktionen (MCRs) und Dominoprozesse dar. Mehrere Bindungen können in nur einem Schritt gebildet werden, ohne die jeweiligen Zwischenprodukte zu isolieren, Reaktionsbedingungen zu ändern oder Reagenzien hinzuzufügen. So werden kosten- und zeitintensive Reinigungsschritte sowie der Einsatz von Schutzgruppen vermieden, was MCRs und Dominoprozesse zu umweltfreundlichen (Abfallminimierung) und atomökonomischen Methoden macht. Die Entwicklung von neuen MCRs ist eine große Herausforderung in der modernen organischen Chemie, da nicht nur das Reaktionsverhalten der Ausgangsverbindungen sondern auch der in situ gebildeten Komponenten und funktionellen Gruppen in Betracht gezogen werden muss. Die Arbeitsgruppe an der EPFL konzentriert sich bei der Entwicklung neuer MCRs auf den „substrate design approach“. Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, das speziell designte und bis jetzt unbekannte tert-Butyl-4-(acetoxymethyl)-3-oxopent-4-enoat (1) in neuen MCRs und Dominoprozessen zu verwenden um hoch funktionalisierte Cyclohexanone und Piperidinone herzustellen. Zunächst muss hierfür eine geeignete Synthese für Verbindung 1 entwickelt werden, um 1 dann anschließend auf die Anwendbarkeit als Schlüsselsubstrat in Palladium-katalysierten MCRs und Dominoprozessen untersuchen zu können. Da während der geplanten Reaktionen zwei neue Stereozentren entstehen, ist eine enantioselektive Reaktionsführung sehr erstrebenswert und wird ebenfalls Gegenstand der Untersuchungen sein. Die hohe Funktionalisierung der entstehenden Produkte und die daher große Zahl an potentiellen Reaktionsmöglichkeiten, macht die Methode sehr reizvoll für die Totalsynthese von Naturstoffen und biologisch aktiven Substanzen, in denen die synthetisierten Verbindungen als chirale Bausteine dienen können.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Gastgeber: Dr. Jieping Zhu, Ph.D.