Entwicklung Photoredox-katalysierter Reaktionen zur C–X-Bindungsknüpfung und deren Anwendung zur Modifikation von Natur- und Wirkstoffen
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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.