Projektbeschreibung
Strategische Fluorierung erschließt enormes chemisches Potenzial
Zur Herstellung hochwirksamer Pharmazeutika, Kontrastmittel, Agrochemikalien und verschiedener Werkstoffe werden häufig Organofluorverbindungen verwendet. In diesen organischen Molekülen sind Kohlenstoff-Fluor-Bindungen vorhanden. Zahlreiche Pharmazeutika werden fluoriert, um ihnen eine verbesserte metabolische und oxidative Stabilität, Lipophilie und Membranpermeabilität zu verleihen. Jedoch kennen wir in Bezug auf das Potenzial der Organofluorverbindungen bislang wahrscheinlich nur die Spitze des Eisbergs. Haupthindernis waren Einschränkungen in der Steuerung der Fluorierungsstellen und die daraus resultierende zwei- und dreidimensionale Molekulararchitektur. RECON arbeitet mit rationalem Strukturdesign in Bezug auf hochspezifische und einzigartige Funktionen an der Enträtselung des Potenzials der komplexen fluorierten Verbindungen. Positiv dabei ist, dass diese Methoden auf kostengünstigen und kommerziell verfügbaren Fluorid-Rohstoffen basieren.
Ziel
Despite the abundance of organic compounds in Nature, only 12 contain fluorine. In contrast, fluorinated organic materials account for over 40% of all pharmaceuticals and agrochemicals. Closer inspection of the fluorination patterns in these functional molecules reveals striking extremes towards perfluorination (in both 2D and 3D scaffolds) or single site fluorination predominantly in aryl substituents. Consequently, most fluorinated moieties in functional materials lack stereochemical information and are thus achiral. This disparity between the paucity of naturally occurring organofluorine compounds and their venerable history in functional molecule design confirms the enormous potential of fluorinated materials in the discovery of novel properties. That progress has largely been confined to 3 dimensional achiral and 2 dimensional achiral architectures reflects the synthetic challenges associated with preparing stereochemical defined multiply fluorinated systems. A major limitation in the construction of C(sp3)-F units remains the need for substrate pre-functionalisation via oxidation and the competing substitution/elimination scenario that compromises efficiency in the deoxyfluorination. This problem is magnified in the synthesis of optically active fluorides where the deoxyfluorination can compromise the enantiopurity of the starting materials. The principle aim of RECON is to facilitate exploration of 3D, chiral space by providing access to multiply fluorinated, stereochemically complex organofluorine materials from simple feedstock using inexpensive, commercially available fluoride sources. In providing a modular platform to rationally place function on a structural basis, exploration of uncharted chemical space will accelerate the discovery of next generation materials for medicinal and agrochemistry, material sciences and bio-medicine.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
48149 MUENSTER
Deutschland