Synthese (chiraler) Hetero- und Carbocyclen unter Verwendung von Ammoniumenolaten

Die Entwicklung leistungsfähiger, generell anwendbarer und effizienter chemischer Transformationen ist eines der wichtigsten Ziele der (organischen) Chemie, vor allem vor dem Hintergrund der stetig steigenden Bedeutung und Anforderungen an komplexe Moleküle mit genau definierten Eigenschaften für verschiedenste Anwendungen (Pharmaindustrie, Materialwissenschaften,..). Das Hauptziel dieses Projektes ist es die Anwendbarkeit von einfach zugänglichen (chiralen) Ammoniumenolaten auf die Synthese von chiralen 4-7 gliedrigen hochfunktionalisierten (Hetero)-Zyklen zu erweitern. Diese Substanzklassen gehören mit zu den wichtigsten Strukturelementen in biologisch aktiven (Natur)-stoffen (oder deren Synthese) und daher ist die Entwicklung neuer effizienter Synthesemethoden davon ein wichtiges und vorrangiges Ziel. Die Verwendung von Ammoniumenolaten (entweder als solche oder durch die Einwirkung eines Katalysators während der Reaktion generiert) ist eine einzigartige Strategie komplexe Transformation durchzuführen bei denen andere (teilweise gängigere) Strategien versagen. Daher besitzt diese außergewöhnliche Methodik das Potential erheblich zur Entwicklung neuer, effizienter, und generell anwendbarer Verfahren für die Herstellung wichtiger chiraler Verbindung beizutragen. Sieht man sich jedoch die bisherigen Untersuchungen auf diesem Gebiet an, erkennt man dass trotz einiger sehr beeindruckender kürzlich veröffentlichter Entwicklungen diese Methodik das Potential besitzt eine viel größere und umfangreichere Vielzahl an hoch komplexen und bisher nicht zugänglichen Transformationen zu bewerkstelligen und daher einige langstehende Syntheseprobleme/Herausforderungen zu ermöglichen. Die im Zuge dieses Projektes entwickelten Methoden sollten daher von generellem Interesse für organische und medizinische Chemiker sein da sie den Einsatz einfach zugänglicher Startmaterialien für die direkte Synthese komplexer wichtiger Verbindungen ermöglichen welche bisher nur schwer auf konventionellem Wege zugänglich waren.

Die Entwicklung neuartiger hochselektiver Synthesemethoden zur Herstellung chiraler Carbo- und Heterozyklen ist ein wichtiges Forschungsfeld der organischen Synthesechemie. Das primäre Ziel dieses Projektes war es daher neue leistungsstarke Methoden für die Synthese wichtiger und häufig vorkommender zyklischer Zielverbindungen unter Verwendung von (in situ gebildeten) Ammoniumenolaten zu entwickeln. Hierzu haben wir uns dreier unterschiedlicher und sich ergänzender Ansätze bedient, nämlich der Verwendung sogenannter Typ 1, 2, oder 3 Ammoniumenolate als hochreaktive Intermediate für weitere Reaktionen. Diese drei Methoden unterscheiden sich im Wesentlichen in der Natur der gewählten Startmaterialien welche dann in Gegenwart eines Katalysators die entsprechenden Ammoniumenolate geben die sich dann durch unterschiedliche Reaktivitäten auszeichnen. Durch den gewählten Einsatz dieser drei Strategien lassen sich daher unterschiedliche Zielmoleküle aus simplen Startmaterialien herstellen. Wir haben im Rahmen dieses Projektes sehr intensiv in allen drei Teilgebieten geforscht und dabei v.a. unter Verwendung von Typ 2 Ammoniumenolaten (auch bekannt als Ammonium Ylide) eine Vielzahl an neuartigen, teils hochselektiven, Transformationen entwickelt. Interessanterweise hat die Tätigkeit in den anderen beiden Gebieten (Typ 1 und Typ 2 Enolate) einige sehr überraschende und hochinteressante Ergebnisse geliefert, welche wir dann in weitere Folge auch vertiefend untersucht haben (und auch in Zukunft weiter Teil unsere Forschungstätigkeit sein werden). Zusammenfassend kann man daher festhalten, dass die im Rahmen dieses Projektes durchgeführten Untersuchungen zur Entwicklung mehrere neuartiger hochselektiver Reaktionen geführt haben und wir des weiteren vor Kurzem auch ein weiteres FWF Einzelprojekt zur Untersuchung von Typ 1 Ammoniumenolaten für asymmetrische a-Funktionalisierungen bewilligt bekamen (P 31784).