Chemie der Aminoxide

Tertiäre N-Methylamin-N-oxide sind wichtige Zwischen- und Endprodukte in der organischen Synthese, werden aber ebenso großtechnisch angewandt, so z.B. als Lösungsmittel für Cellulose (Lyocellfasern), als Tenside und als Additive für Kosmetika. Mit der Entdeckung zweier grundlegend neuer Reaktionen tertiärer Aminoxide, der deoxygenierenden Demethylierung und der Deoxygenierung mit Sauerstofftransfer, wurde der Weg in ein gänzlich neues Gebiet der Aminoxidchemie geöffnet. Zentraler Inhalt des vorgeschlagenen Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung allgemeiner Synthesevorschriften, die auf diesen zwei Reaktionstypen basieren, sowie deren Anwendung auf die Lösung konkreter synthesechemischer Probleme aus dem Alkaloid- und Vitamin E-Gebiet. Dies setzt ein eingehendes Studium der zugrundeliegenden Reaktionsmechanismen voraus, die mit Hilfe kapillarelektrophoretischer Analysemethoden (CE) erarbeitet werden sollen. Austausch von N-Methylgruppen in Alkaloiden gegen andere Substituenten erhöht die Effektivität vieler dieser Wirkstoffe um ein Vielfaches. Der Abspaltungsschritt ist mit bisherigen Mitteln jedoch extrem schwierig, hier soll das neue Verfahren der deoxygenierenden Demethylierung Abhilfe schaffen. Dies soll unter anderem am Beispiel des Galanthamins, eines potentiellen Alzheimer-Mittels, demonstriert werden. Die Deoxygenierung mit Sauerstofftransfer erlaubt es, aus Aminoxiden andere, sehr selektiv wirkende Oxidationsmittel, sogenannte sekundäre Oxidantien, deren Synthese bisher nicht möglich war, unter sehr milden Bedingungen herzustellen. Diese Möglichkeit wird zur Synthese von Tocopherol-(Vitamin E)-derivaten genutzt, die bisher für biologische Untersuchungen nur in unzureichender Menge zur Verfügung standen. Mit Hilfe dieser Substanzen sollte es möglich sein, den Bildungsweg sekundärer Vitamin E-Stoffwechselprodukte aufzuklären. Weiterhin kann erstmalig die Wechselwirkung zwischen Peroxynitrit, einem wichtigen intracellulären Faktor bei chronischen Entzündungen und immunchemischen Reaktionen, und den fettlöslichen Vitamin E-Verbindungen in nichtwäßrigem Medium untersucht werden.