Neue Ruthenium-katalysierte asymmetrische Epoxidationen von Olefinen mit Luftsauerstoff als Oxidationsmittel

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Die Entwicklung von neuen Wirkstoffen im Pharma- und Agrobereich ist von wesentlicher Bedeutung für unser Gesundheitssystem und die Ernährung einer weiter wachsenden Weltbevölkerung. Da die Mehrzahl der neuen Wirkstoffe chirale Verbindungen sind, ist die selektive Herstellung von Enantiomeren ein wichtiges Ziel der Wirkstoffproduktion. Unter den verschiedenen Möglichkeiten, Wirkstoffe enantiomerenrein herzustellen, ist die asymmetrische Katalyse in vielen Fällen das ökonomisch und ökologisch vorteilhafteste Verfahren. Die Bedeutung dieses vergleichsweise jungen Forschungsgebietes wird durch die Verleihung des Chemienobelpreises 2001 hervorgehoben. Im Bereich der asymmetrischen Katalyse dominieren derzeit homogen- und biokatalytische Methoden. Industriell angewendet werden bis dato besonders asymmetrische katalytische Hydrierungen. Die Mehrzahl der bekannten asymmetrischen Katalysereaktionen genügt derzeit noch nicht industriellen Ansprüchen. Daher sind hier weitere Verbesserungen notwendig. Das vorliegende Projekt hat die Zielrichtung, neue enantioselektive katalytische Epoxidationen von einfachen, kostengünstigen aliphatischen Olefinen, aromatischen Olefinen und 1,3-Dienen zu entwickeln. Konkret sollen dabei chirale Ruthenium-Komplexe mit Pybox-Liganden als Katalysatoren eingesetzt werden. Es ist geplant, die im Rahmen von Vorarbeiten am Modellsystem der Epoxidation von Stilben erzielten Enantioselektivitäten von bis zu 70% durch sekundäre Wechselwirkungen mit funktionellen Gruppen in der Ligandenperipherie zu verbessern. Primär wollen wir hier neue Pybox-Derivate, z.B. mit Peptidfragmenten als Steuerliganden, einsetzen. Als Oxidationsmittel soll Sauerstoff in Gegenwart und Abwesenheit von Co-Reduktionsmitteln verwendet werden. Im Erfolgsfalle hätte ein entsprechendes Verfahren wesentliche Bedeutung für die organische Synthese im Labor- und Industriemaßstab.