Alkinmetathese

Im Vergleich zur Alkenmetathese als einem der größten Erfolge der Katalyseforschung der letzten Jahrzehnte wurde die Metathese von Alkinen bisher weniger beachtet. Diese Reaktion besitzt eine ausgeprägte Triebkraft und wird mechanistisch im Prinzip gut verstanden. Allerdings sind die klassischen Katalysatoren schwierig zugänglich, hoch empfindlich und daher nur begrenzt anwendbar.

Das primäre Ziel unserer Arbeit besteht in der Entwicklung neuer Katalysatoren, die hohe Aktivität mit exzellenter Kompatibilität mit diversen funktionellen Gruppen verbinden, und außerdem gut handhabbar sind; nur dann lassen sich die inhärenten Vorzüge der Alkinmetathese voll nutzen. Diesem ambitionierten Ziel sind wir mit der Entwicklung von Molybdänalkylidin Komplexen mit Silanolat Liganden ein entscheidendes Stück nähergekommen: Verbindungen dieses neuen Typs besitzen hohe Reaktivität und eine hervorragende, bislang unübertroffene Gruppentoleranz. Durch reversible Adduktbildung lassen sie sich stabilisieren, sodass heute luftstabile und somit einfach handhabbare Präkatalysatoren zur Verfügung stehen.

Eingehende strukturelle, spektroskopische und mechanistische Untersuchungen zeichnen ein klares Bild von der Wirkungsweise dieser Katalysatorfamilie. Auf Basis dieser Erkenntnisse werden Arbeiten zur weiteren Verbesserung ihrer Eigenschaften durchgeführt und der Anwendungsbereich stetig erweitert. Ein Beispiel dafür ist die Spaltung der Stickstoff-Stickstoff „Dreifachbindung“ von Aryldiazonium Salzen.

Da Alkine vielfältige Reaktionen eingehen, eröffnet die Alkinmetathese im Verein mit selektiven Folgereaktionen ein breites Panorama an Synthesemöglichkeiten. Im Verein mit kontrollierten Semi-Reduktionsverfahren eröffnet sich zum Beispiel ein Zugang zu stereochemisch wohl definierten Olefinen; diese Methodik ist der direkten stereoselektiven Alkenmetathese in mancher Hinsicht überlegen und wird in unsrem Labor intensiv untersucht (siehe trans-Hydrierung, trans-Hydrometallierung). Auch die Aktivierung von Alkinen mit Hilfe carbophiler Lewis-Säuren ist in diesem Zusammenhang zu nennen.

Parallel dazu werden die Möglichkeiten und Grenzen der Alkinmetathese durch Anwendungen auf die Synthese strukturell komplexer und biologisch relevanter Zielverbindungen aller Naturstoffklassen getestet (Alkaloide, Glycolipide, Makrolide, Peptide, Prostaglandine etc.). Unsere Projekte haben unter anderem zu prominenten Zielverbindungen wie den Epothilonen und Latrunculinen, Amphidinoliden, Brefeldin, Lactimidomycin, Hybridalacton, Tulearin, Kendomycin, Leiodermatolide, Polycavernoside, Mandelalide, Enigmazole, Lythranidine, Disciformycin, Nannocystin, Callyspongiolide, Rhizoxin, Spirastrellolide, und Sinulariadiolide geführt.

Weitere Informationen zu dieser Thematik finden Sie unter der Homepage „Naturstoffchemie“ sowie in der nachfolgenden Präsentation.

Alkyne Metathesis
Contributions of the Fürstner Laboratory

Zur Redakteursansicht