Hocheffiziente Kohlenstoff-Kohlenstoff-Kreuzkupplungen
In den letzten 50 Jahren haben Übergangsmetall-vermittelte Kreuzkupplungen die Art und Weise verändert, in der komplexe organische Moleküle synthetisiert werden. Kreuzkupplungsreaktionen werden von Chemikern häufig verwendet, da sie einen Weg zur Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen bieten, die den Grundstoff der modernen Arzneimittelentwicklung darstellen. Die Konstruktion von sp3-sp3-Bindungen bietet eine leistungsfähige Möglichkeit zur Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen. Allerdings hat sich diese Bindungskonstruktion durch Kreuzkopplungsmethoden bisher als schwierig erwiesen. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts PHOCATSORS (Photoredox catalysis for sustainable organic synthesis) entwickelten die Forscher eine neue sp3-sp3-Kopplungsmethode, die den kombinierten Effekt von Photoredox- und Nickel-tragenden Katalysatoren mit Carbonsäuren als Ausgangsmaterial nutzt. Erste Ergebnisse zeigten, dass eine Reihe von Elektrophilen geeignete Reaktionspartner waren, darunter Allylcarbonate, Benzylchloride und nichtaktivierte Alkylbromide. Verschiedene zyklische und azyklische Aminosäuren erwiesen sich als geeignete Kupplungspartner für das gewählte Allylierungsprotokoll und generierten eine Reihe von funktionalisierten Homoallylaminen. Basierend auf Photoredox-vermittelten decarboxylierenden Allylierungsreaktionen konzentrierte sich das Projektteam auf eine allgemeine Plattform für die Kreuzkupplung von Carbonsäuren, um eine breite Palette verschiedener Substituenten einzuführen. Dies erweiterte den Anwendungsbereich von Produkten, die unter Verwendung dieses dualen katalytischen Photoredoxnickel-sp3-sp3-Kopplungsverfahrens gebildet werden können, erheblich. Nach der Optimierung erwies sich die Reaktion für eine breite Palette von primären und sekundären Carbonsäuren zugänglich und erforderte keine radikalstabilisierenden Gruppen. Durch Auswahl des geeigneten Elektrophils konnte die Carbonsäureeinheit in einem einzigen Schritt in eine Benzyl-, Cyclopropyl- oder Methylgruppe umgewandelt werden. Darüber hinaus wurde der synthetische Nutzen dieses decarboxylierenden Kopplungsprotokolls durch die Synthese eines bekannten Pharmazeutikums aus im Handel erhältlichen Ausgangsmaterialien veranschaulicht. Die Forscher erwarten, dass die neu entwickelten allgemeinen Methoden und die leicht verfügbaren Ausgangsmaterialien die Aufnahme von sp3-sp3-Kreuzkupplungen in verschiedenen Bereichen der synthetischen organischen Chemie fördern werden.
