Entwicklung und Anwendung von Multikomponentenreaktionen (MCR) für effiziente organische Synthese

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Die Entwicklung neuer Synthesemethoden und die Weiterentwicklung bekannter Reaktionen ist immer noch von erheblicher Bedeutung für die Organische Chemie, da die Mehrzahl der bekannten Methoden den gewachsenen Anforderungen im Sinne einer nachhaltigen Chemie nur unzureichend genügt. Im Vergleich zu klassischen Mehrstufensynthesen gewinnen Multikomponentenreaktionen und Dominoreaktionen zunehmend an Bedeutung. Im Gegensatz zur stufenweisen Bindungsknüpfung werden hier mehrere Bindungen in nur einer Syntheseoperation ohne Isolierung von Intermediaten gebildet. Da die MCR-Produkte in der Regel alle eingesetzten Reaktanten enthalten, stellen Multikomponentenreaktionen Verfahren mit einer außerordentlich hohen Bindungsbildungseffizienz, bei gleichzeitiger hoher molekularer Komplexität und Diversität der Produkte dar. In den letzten 3 Jahren entwickelten wir die Grundlagen für neue MCR s mit Aldehyden, Amiden (Carbonsäurederivaten) und Dienophilen als Substraten (AAD-Reaktionen). Diese Methoden nützen die gepaarte elektrophile und/oder nukleophile Reaktivität von Iminen und Enaminen aus und besitzen ein großes synthetisches Potential, das bis dato nur ansatzweise untersucht wurde. Im Rahmen des vorliegenden Projektes sollen AAD-Reaktionen zur effizienten Synthese biologisch interessanter Naturstoffe und naturstoffanaloger Verbindungen durchgeführt werden. Im Bereich der Methodenentwicklung sollen erstmals enantioselektive Varianten der Reaktionen entwickelt werden. Im Gegensatz zur diastereoselektiven, sind asymmetrisch katalytische MCR s in der Literatur weitgehend unbekannt. Ein weiterer Schwerpunkt des vorliegenden Projektes liegt bei der Entwicklung neuartiger Dominoprozesse. Anstelle von Aldehyden wollen wir beispielsweise Olefine einsetzen, die in situ hydroformyliert werden und dann in der MCR weiterreagieren. So würde die Anwendungsbreite unserer MCR s erheblich erweitert werden. Darüber hinaus wollen wir durch NMR-spektroskopische Untersuchungen (insbesondere 13C-NMR) einen tieferen Einblick in die vorgelagerten Gleichgewichte der Intermediate gewinnen, die für das Verständnis und die Weiterentwicklung unserer MCR s von großer Bedeutung sind.