Spinzentrenverschiebung bei Biradikalen durch Eliminierung - eine neue Art photochemischer Ringschlußsynthesen
Final Report Abstract
Lichtinduzierte Synthesemethoden stellen eine wertvolle Alternative zu thermisch initiierten Reaktionen dar. Die Mechanismen solcher Reaktionen, die meist erheblich komplexer als bei rein thermischen Reaktionen sind, ertauben den Zugang zu ungewöhnlichen und anders schwer zugänglichen Zielstrukturen. Dieser Aspekt ist vor allem für die moderne Wirkstoffforschung von Interesse, bei der man ständig auf der Suche nach neuen Leitstrukturen ist. Eine der am besten untersuchten photochemischen Reaktionen ist die so genannte A/o/r/s/?-Yang-Reaktion, deren Entdeckung bis in das 19. Jahrhundert zurückgeht. Mit ihr lassen sich eine Vielzahl ringförmiger Moleküle aufbauen; die Palette reicht von dreigliedrigen Ringen bis hin zu Makrocyclen. Dennoch sind die Faktoren, die die Ringgrößen bestimmen, schwer beeinflussbar und begrenzen damit die Anwendungsbreite der Reaktion. Hier setzt die von uns neu entwickelte Spinzentrenverschiebung (SZV) an, die auf Prozessen aufbaut, die bisher nur bei Monoradikalen beobachtet wurden. Interessanterweise sind diese Prozesse nicht erst von Chemikern erfunden worden, sondern sind in der Natur weit verbreitet. Genannt seien hier die DNABiosynthese oder die DNA-Schädigung durch oxidativen Stress. Durch geschickte Variation der Ausgangsstoffe konnten wir vier verschiedene Typen der SZV etablieren, die den Zugang zu einer breiten Palette zum Teil neuartiger Strukturen gestattet. Besonders hervorzuheben ist die leistungsfähige Synthesemethode für Cyclopropane, die sogar auf so gespannte Moleküle wie Spiropentane und Hausane anwendbar ist. Aufbauend auf einer größtenteils auf quantenchemischen Rechnungen basierenden Aufklärung des Mechanismus der SZV konnten wir ein gänzlich neues Stereoselektionskonzept entwickeln, das einen 1,2-Chiralitätstransfer beinhaltet. Die Anwendung der Synthese von 2-lndanonen durch SZV auf die Totalsynthese von Naturstoffen, der Pterosine, macht die Leistungsfähigkeit der Methode deutlich. Es bleibt zu hoffen, dass unsere durch die DFG so großzügig geförderten Untersuchungen der letzten Jahre in der Zukunft zu vielfältigen Anwendungen, z. B. bei Totalsynthesen und in der Wirkstoffforschung führen.
Publications
- P. Wessig, O. Mühling "Abstraction of (y±n)-Hydrogen by Excited Carbonyls". Synthetic Organic Photochemistry, Axel G. Griesbeck & Jochen Mattay (Eds.) in Supramol. Mol. Photochemistry, Marcel Dekker, New York, 2004.
- O. Mühling, P. Wessig Photochem. Photobiol. Sei. 2006,1000. "Photochemical Synthesis of Benzoyl Spiro[2.2]pentanes".
- P. Wessig, C. Glombitza, G. Müller, J. Teubner J. Org. Chem. 2004, 69, 7582. "Photochemical Preparation of Highly Functional ized 1-lndanones".
- P. Wessig, J. Schwarz, U. Lindemann, M. C. Holthausen Synthesis 2001,1258 "Photochemical Synthesis of 3,4-Dihydro-2H-1,3-oxazin-4-ones" (Special Issue Preparative Photochemistry)
- P. Wessig, O. Mühling Angew. Chemie 2005, 6936. "1,2-Chirality transfer in the synthesis of cyclopropanes". 7. P, Wessig, J. Teubner Synlett 2006,1543. "Total Synthesis of Pterosines B and C via a photochemical key step".
- P. Wessig, O. Mühling Eur. J. Org. Chem. 2007, 2219. "Spin-center Shin (SCS) - A Versatile Concept in Biological and Synthetic Chemistry" (Microreview)
- P. Wessig, O. Mühling Helv. Chim. Acta 2003, 06, 865. "Photochemical Synthesis of Highly Functionalized Cyclopropyl Ketones".
- P. Wessig.O. Mühling Angew. Chemie 2001,713,1099. "Ein neuer photochemischer Zugang zu Cyclopropanen".
