Darstellung chiraler, hochoxidierter Ruthenium-Verbindungen zur selektiven Funktionalisierung von C-C-Doppelbindungen

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Das Projekt ist in drei Themenschwerpunkte gegliedert. Zentraler Ausgangspunkt dieser Forschungsgebiete sind hochoxidierte Rutheniumkatalysatoren, die durch eine gezielte Derivatisierung des hochreaktiven RuO4 generiert werden können. Zwei Syntheserouten sind geplant. Zum einen kann RuO4 mit Diolen, Aminoalkoholen oder Diaminen kondensiert und zum anderen mit Alkenen gemäß einer [2+3]-Cycloaddition zu Ruthenatestern umgesetzt werden. Dementsprechend bildet die Synthese und Charakterisierung von Ruthenium(VIII)-estern oder -amiden den ersten Themenschwerpunkt. In diesem Zusammenhang hat sich in unseren bisherigen Forschungsarbeiten die RuO4-katalysierte Dihydroxylierung als eine empfindliche Testreaktion zum Erhalt von Informationen hinsichtlich der Stabilität solcher Strukturen bewährt. Diese indirekte Charakterisierung von Reaktivität und Selektivität wird durch die gezielte Synthese und spektroskopische Analyse der neuen Katalysatorklasse ergänzt. Darauf aufbauend sollen drei mögliche Anwendungen im Detail bearbeitet werden: 1. Die Darstellung chiraler Ruthenium(VIII)-ester und -amide zur enantioselektiven Dihydroxylierung und Ketohydroxylierung. In diesem Zusammenhang sollen auch immobilisierte Derivatisierungsreagenzien zur Verknüpfung der Katalysatoren mit der festen Phase zu einer heterogenen Reaktionsführung genutzt werden. 2. Erste Untersuchungen zur katalytischen Ringöffnungs-Polymerisations-Metathese (ROMP) in Gegenwart von Ruthenium(VIII)verbindungen incl. der Entwicklung einer asymmetrischen ROMP zum Aufbau chiraler helicaler Strukturen. Diese helicalen, enantiomerenreinen Polymere sollen hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften charakterisiert werden. 3. Die Entwicklung einer katalytischen Olefinierung von Carbonylverbindungen durch eine Ruthenium(VIII)-vermittelte C,OKreuzmetathese. Die Ergebnisse aus der ROMP könnten zu einer Kreuzmetathese aus Carbonylgruppe und Olefin genutzt werden. Diese Reaktion repräsentiert eine neue Art der C,C-Bindungsbildung.