Synthese enantiomerenreiner ungeschützter Amine mittels einer enantioselektiven kupferkatalysierten Additionsreaktion an Nitrile: Anwendung auf Naturstoff- und medizinische Chemie

• Antragsteller: Dr. Felix Hartrampf
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 400324235

Die enantioselektive Katalyse ist eine essenzielle Methode der organischen Synthese. Ehemals dominiert von Katalysatoren basierend auf seltenen und teuren Edelmetallen wie Palladium, Platin, Iridium und Rhodium, sind in den letzten Jahrzehnten die deutlich häufigeren und günstigeren Metalle wie Eisen, Nickel oder Kupfer in den Fokus getreten. Die letzten Jahre haben gezeigt, dass neuartige Kupferkatalysatoren enantioselektive Multikomponentenreaktionen vermitteln können. Mit diesem modularen Ansatz können sehr schnell und effizient komplexe Verbindungen aufgebaut werden.Das Forschungsprojekt zielt darauf ab, eine enantioselektive kupferkatalysierte Multikomponentenreaktion zu entwickeln, in welcher erstmals Nitrile als praktische Reaktionspartner und Stickstoffquelle zugänglich gemacht werden. Deren Vorteile gegenüber den sonst verwendeten Iminen liegen in der deutlich höheren Stabilität gegenüber Luft und Feuchtigkeit sowie breiter kommerzieller Verfügbarkeit. Weiterhin können die als Reaktionszwischenstufen auftretenden Ketimine durch Variation der Reaktionsbedingungen einfach diversifiziert werden: allylische und homoallylische Amine können ebenso stereoselektiv synthetisiert werden wie hochsubstituierte Enone.In der ersten Phase sollen die Reaktionsbedinungen optimiert und die Substratbreite untersucht werden. Hierzu ist auch geplant, die Reaktion enantioselektiv durchzuführen, hierzu soll die Methode mit chiralen Kupferkatalysatoren optimiert werden. Alle Produktklassen sind hoch funktionalisiert, weswegen eine Reihe von Folgereaktionen durchgeführt werden soll, um die erhaltenen Produkte an verschiedenen Stellen zu diversifizieren und so deren Potenzial zu verdeutlichen.In der zweiten Phase wird die Methodik an anspruchsvollen Synthesezielen demonstriert. Das erste Ziel ist Epibatidin, ein Gift des Pfeilgiftfrosches und Objekt vieler Syntheseansätze. Mittels dieser Methodik soll dieses in nur fünf bis sechs Syntheseschritten über ein chirales homoallylisches Amin zugänglich gemacht werden.Weiterhin soll über ein allylisches Amin ein Inhibitor der humanen Neutrophil-Elastase enantioselektiv synthetisiert werden, welcher bisher nur in racemischer Form bekannt ist.Das Projekt vereinigt somit die Entwicklung einer neuartigen und wertvollen Methodik mit der Aussicht, Beiträge zur Synthese medizinisch relevanter Wirkstoffe zu leisten.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Amir H. Hoveyda