Cer-katalysierte alpha-Oxidation von beta-Dicarbonylverbindungen mit molekularem Sauerstoff
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das a-Hydroxy-ß-dicarbonyl-Strukturmotiv ist charakteristisch für einige biologisch aktive, chirale Natur- und Wirkstoffe. Ziel der Arbeiten war die Entwicklung einer neuen Synthesemethode für diese optisch aktiven Substanzen durch asymmetrische a-Hydroxylierung von ß-Dicarbonylverbindungen mit chiralen Cer-Katalysatoren und Luftsauerstoff als Oxidationsmittel. Die geplanten Arbeiten basierten auf einem vom Antragsteller entwickelten racemischen Verfahren, wobei O2 als Oxidationsmittel und das Lösungsmittel Isopropanol unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten als ideal einzustufen sind. Durch die asymmetrische Variante sollten neue, effiziente Routen zu optisch aktiven Bausteinen für Pharma- und Pflanzenschutzwirkstoffe sowie die Feinchemikalien eröffnet werden. Langfristig hätte dies Verfahren in der Synthese von Naturstoffen mit der a-Hydroxy-ß-dicarbonylstruktureinheit eingesetzt werden können. Kernstück der Arbeiten war die Entwicklung neuer chiraler Chelatliganden, beispielsweise Bis-ß-diketone mit einem Heterocyclus als chiralem Scaffold. Drei Liganden mit diesem Strukturmotiv wurden in optisch aktiver Form hergestellt. Leider völlig enttäuschend waren aber die Ergebnisse in der asymmetrische Katalyse, da ausschließlich racemische Produkte erhalten wurden. In einem zweiten Teil des Projektes wurde versucht nachzuweisen, ob die Quelle des Hydroxy-Sauerstoffs bei der a-Hydroxylierung Wasser oder Disauerstoff ist. Durch Isotopen-Markierungsexperimente konnte zweifelsfrei nachgewiesen, dass in Gegenwart von 18O2 und 16OH2 das schwere Sauerstoffisotop im Produkt eingebaut wird. In dem Kontrollexperiment mit 16O2 und 18OH2 findet sich kein 18O in der Hydroxygruppe.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Acta Cryst. E 2005. E61, m1207-m1209
M. Niemeyer, J. Christoffers, M. Rössle
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Eur. J. Org. Chem. 2006, 2601-2608
J. Christoffers. T. Kauf, T. Werner, M. Rössle
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Synthesis 2007, 1279-1300
J. Christoffers, G. Koripelly, A. Rosiak, M. Rössle
