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Authors: Kammer, Lisa Marie
Title: Entwicklung Photoredox-katalysierter Reaktionen zur C–X-Bindungsknüpfung und deren Anwendung zur Modifikation von Natur- und Wirkstoffen
Online publication date: 28-Sep-2020
Language: german
Abstract: Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung photoredoxkatalysierter Reaktionen zur C–X-Bindungsknüpfung und deren Anwendung zur Modifikation von Natur- und Wirkstoffen. Diese Art der Katalyse bietet neue Möglichkeiten zur einzigartigen Bindungsspaltung- und -knüpfung unter sehr milden Reaktionsbedingungen. Die Vorteile der Photoredoxkatalyse wurden in der vorliegenden Arbeit genutzt, um neue Reaktionen zu etablieren. Zum Aufbau neuer Bindungen wurden möglichst redoxneutrale Prozesse entwickelt, um den Zusatz stöchiometrischer Mengen an Oxidations- und Reduktionsmitteln zu vermeiden. Auch die Atom-Effizienz der einzelnen Reaktionen stand im Fokus der Methodenentwicklung. Hierfür wurde die Strategie der Multikomponentenreaktionen genutzt, um im Eintopfverfahren komplexe Strukturen aufzubauen, bei denen keine größeren Mengen an Nebenprodukten anfielen. Die Verwendung von möglichst kostengünstigen organischen Photokatalysatoren, wie 9,10 Dicyanoanthracen (DCA), 2,4,5,6-Tetra(9H-carbazol-9-yl)isophthalonitril (4CzIPN) oder Iod, wurde nach Möglichkeit gegenüber dem Einsatz von Metallkatalysatoren vorgezogen. Durch den Einsatz von Redoxmediatoren konnten die vorteilhaften photophysikalischen Eigenschaften der Metallkatalysatoren ausgeglichen werden. Mit den entwickelten Methoden wurde ein breites Substratspektrum umgesetzt und (sensible) funktionelle Gruppen wurden toleriert. Die Anwendung der Photoredoxreaktionen zur Synthese, Spät-Funktionalisierung bzw. Modifikation von Biomolekülen aller Art rundeten die Projekte ab.
The aim of the present work was the development of photoredox-catalyzed reactions for C–X-bond formation and their application for the modification of natural products and drug-like molecules. This type of catalysis offers new possibilities for unique bond cleavage and formation under very mild reaction conditions. The advantages of photoredox catalysis were used in the present work to establish new reactions. Redox-neutral processes have been developed to build new bonds in order to avoid the addition of stoichiometric amounts of oxidizing and reducing agents. Another aim was the atom-efficiency of the individual reactions. The strategy of multi-component reactions was used to achieve this aim with regard to the formation of complex target structures in a one-pot process. The use of inexpensive organo photocatalysts, such as 9,10 dicyanoanthracene (DCA), 2,4,5,6-tetra(9H-carbazol-9-yl)isophthalonitrile (4CzIPN) or iodine was preferred over metal-catalysts if possible. The advantageous photophysical properties of the metal-catalysts can be overcome by using redox mediators. With the developed methods, a wide range of substrates was implemented and (sensitive) functional groups were tolerated. The projects were applied to the synthesis, late-stage functionalization, and modification of all types of biomolecules.
DDC: 000 Allgemeines
000 Generalities
540 Chemie
540 Chemistry and allied sciences
Institution: Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department: FB 09 Chemie, Pharmazie u. Geowissensch.
Place: Mainz
DOI: http://doi.org/10.25358/openscience-5157
Version: Original work
Publication type: Dissertation
License: CC-BY-NC-ND
Information on rights of use: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
Extent: xix, 592 Seiten
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