Quadrupol-TOF-MS/MS-Massenspektrometer mit HPLC
Final Report Abstract
Mit dem angeschafften Gerät wurden essentielle Analysen auf dem Weg zu Naturstofftotalsynthesen durchgeführt. Dabei fand sowohl die massenspektrometrische Analyse der synthetischen Zwischenstufen sowie der finalen Produkte statt. Zu diesen Verbindungen gehörten die Naturstoffe: Thuggacin, Elansolid, Noricumazol, Carolacton, Pellasoren, Chlorotonil, Myxopyronin, Angiolam, Chivosazol, Chivotrien, Spirangien, Sorangicin, Vioprolid und Argyrin. Im Bereich der Mutasynthese wurden die Produktzusammensetzungen von Fermentationsansätzen (Ansamitocin, Geldanamycin) sowie die isolierten finalen Produkte mit Hilfe des Gerätes analysiert. Bei der Beschäftigung mit Durchflussreaktoren wurden Reaktionsverfolgungen von kontinuierlichen Synthesen in Durchflussreaktoren analysiert. Im Rahmen des Excellenzclusters REBIRTH wird das Gerät von der Juniorresearch group „Polymer Design“ genutzt. Ziel dieser Gruppe ist es, neue Polymere auf Basis von Biomakromolekülen wie Polysacchariden oder Proteinen darzustellen. Diese polymeren Materialien werden zusätzlich mit Signalmolekülen gekoppelt, um optimierte Materialen für das Stammenzellen-basierte Tissue Enginieering herzustellen. Zusätzlich wird die Synthese und Optimierung von Wirkstoffen für die Stammzell-Kultur vorangetrieben. Im Bereich der Metallorganischen Chemie wurden P-chirale Diphosphinoethan-Liganden und Pi-Komplexe kleiner Dehydroannulene für die Asymmetrische Katalyse analysiert. Weiterhin wurde die Synthese von Tricarbonylchrom(0)-Komplexen des Isatins und strukturverwandter Stoffe mit Hilfe der Massenspektrometrie beschrieben. Neue Cyclopentadienylnickel-Chelatkomplexe mit Phosphor-Seitenarm und Tricarbonylchrom(0)-Komplexe von Phthalimid-Derivaten konnten identifiziert werden. Bei der Beschäftigung mit Kohlenhydrate als Synthesewerkzeuge in der Organischen Chemie konnte die stereoselektive Synthese chiraler Verbindungen mit Hilfe des angeschafften Gerätes erfolgreich durchgeführt werden. Es wurden neue chirale Bis(oxazolin)-Liganden auf Basis des Monosaccharids D-Glucosamin entwickelt und diese in der Cyclopropanierung von Alkenen mit Diazoestern und der Alkinylierung von Iminen mit guten bis sehr guten Ergebnissen eingesetzt. Die Analyse der Produkte gelang unter Verwendung des hier angesprochenen Massenspektrometers. Desweiteren konnten in Kooperation mit Dr. Mark Gandelman (Technion Israel Institute of Technology, Haifa) neuartige Pincerliganden für metallkatalysierte Umsetzungen entwickelt werden. Zur Darstellung chiraler Pincerliganden wurden ausgehend von einfachen Monosacchariden chirale Vorläufer mit Alkin- und Azidgruppen sowie unterschiedlichen Donorzentren am Pyranosidgerüst hergestellt und anschließend mit achiralen Ligandenvorläufern per Click-Reaktion verknüpft. Die Analyse der so hergestellten Ligandenbibliothek gelang mit dem angeschafften Massenspektrometer. Weiterhin konnten chirale Diene und Phosphin-Olefin-Hybride als effiziente Liganden für stereoselektive Transformationen etabliert werden. Mit dem Einsatz pseudo-enantiomerer Ligandenpaare in der Rhodiumkatalysierten konjugierten Addition von Arylboronsäuren an cyclische Enone wurden die entsprechenden Produkte in hohen Ausbeuten und exzellenten Enantiomerenüberschüssen erhalten. Dabei lieferten die gluco- und galacto-konfigurierten Liganden die Produkte in entgegengesetzter Konfiguration. Im Rahmen eines Projektes zum Einsatz chiraler Dirhodiumkomplexe zur chiralen Erkennung organischer Substrate und Naturstoffe wurden erste Versuche zur Charakterisierung der dabei gebildeten Komplex- Substrat-Addukte vorgenommen. Ziel dieser noch andauernden Arbeiten ist es, genauere Informationen über die Struktur dieser Addukte, insbesondere ihre Stöchiometrie (1:1; 2:1; 1:2 und höhere) zu erhalten. Das angeschaffte Massenspektrometer liefert sowohl in der synthetischen Chemie bei der Synthese komplexer Naturstoffe, als auch in der Metallorganischen Chemie und bei der Entwicklung neuer Katalysatoren unschätzbare Dienste. Das herausragende Merkmal dieses Gerätes ist die universelle Einsetzbarkeit in den verschiedensten Projekten und auch analytischen Fragestellungen. Es ist ein absolut verlässliches „Arbeitspferd“ das zugleich die Auflösung für höchste Ansprüche und anspruchsvolle Fragestellungen liefert.
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