Entwicklung aerober, artifizieller oder biomimetrischer, selektiver Reoxidationscyclen für die biologische und chemische Alkanoxidation (A06#)

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Die chemo-, regio- und stereoselektive Oxidation nicht-aktivierter C-H-Bindungen erfolgt in der Natur an Metall-Porphyrin-Komplexen oder Metallopeptiden. Während die Struktur dieser Biokatalysatoren vor allem für die Regio- und Stereoselektivität verantwortlich ist, gelingt die Steuerung der Chemoselektivität, d.h. die ausschließliche Darstellung eines Alkohols und Vermeidung der Weiteroxidation, durch die Verwendung eines komplexen Reoxidationssystems, dem letztendlich die Aufgabe zukommt, Ein-Elektronen-Oxidationen am Metall zu realisieren. Gerade letzteres ist für die Disauerstoffaktivierung von großer Bedeutung, da Sauerstoff in molekularer Form vor allem in seiner diradikalischen Form, d.h. als Triplettsauerstoff, vorliegt und somit nur mit Metallkomplexen zur Reaktion gebracht werden kann, die zum Ein-Elektronen-Transfer befähigt sind. Im vorliegenden Teilprojekt sollen in Anlehnung an die bekannten natürlichen Systeme biomimetische und künstliche Reoxidationscyclen entworfen werden, die in verschiedenen Teilprojekten des SFB (z.B. A04, B02, B03) von zentraler Bedeutung im Hinblick auf die dort avisierten Selektivoxidationen unter Nutzung von Sauerstoff sind. Es sei jedoch an dieser Stelle explizit darauf verwiesen, dass die im Folgenden vorgestellten Arbeiten den Beginn eines längerfristig angelegten Forschungsprojektes mit dem Ziel der Entwicklung aerober Selektivoxidationen darstellen. Eine vollständige Bearbeitung aller Themen ist in der Restlaufzeit der ersten Förderphase des SFB nicht realistisch. Es wird jedoch angestrebt, die dargestellten Untersuchungen in den kommenden 18 Monaten soweit wie möglich voranzutreiben, um so eine gute und fundierte Grundlage für die Beantragung der zweiten Förderphase zu schaffen.