Projektbeschreibung
Eine neue Methode für organische Verbindungen
Kreuzkupplungsreaktionen sind eines der ausgefeiltesten Werkzeuge der Chemie für die Synthese komplexer organischer Moleküle. Sie ermöglichen die Bildung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, die der Grundbaustein der modernen Arzneimittelentwicklung sind. Um die Bildung von Bindungen von Kohlenstoffatomen an sp3-sp3-Bindungen mit einer vorhersehbaren Ortsselektivität, einer präzisen Steuerung der Stereochemie und einer fast abfallfreien Herstellung hat sich die Wissenschaft jedoch jahrzehntelang vergeblich bemüht. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts NOVOFLAT soll ein bahnbrechender Ansatz zur Konstruktion von sp3-sp3-Bindungen über eine Dreifachkaskadenreaktion verfolgt werden. Dabei wird die intramolekulare Decarboxylierung einfacher und verfügbarer Carbonsäureester induziert, wodurch CO2 – das einzige Nebenerzeugnis – freigesetzt wird. Das Forschungsteam wird nicht nur die Vorgehensweise bei der Bildung von sp3-sp3-Bindungen verändern, sondern auch das Verständnis der Chain-walking-Reaktionen vertiefen.
Ziel
Although cross-coupling reactions have become one of the pillars of modern chemical synthesis, the ability to forge sp3–sp3 bonds with improved flexibility, practicality, predictable site-selectivity, preparative utility, stereocontrol and with nearly zero-generation of waste has eluded chemists for decades, remaining a major challenge and an uncharted cartography in catalytic endeavours. The successful realization of this goal will represent a paradigm shift from the standard logic of organic synthesis in both basic and applied research, as increasing the number of sp3-hybridized carbon atoms has become a necessary goal in the drug discovery pipeline. NOVOFLAT offers a pioneering approach for forging sp3–sp3 linkages via a triple catalytic cascade that enables an unprecedented intramolecular decarboxylation of simple and available carboxylic acid esters with CO2 as the sole byproduct. As ester derivatives simply derive from naturally-occurring carboxylic acids and alcohols, this proposal will allow to rapidly access sp3–sp3 linkages with different electronic and steric requirements, thus providing an invaluable opportunity to streamline the discovery of important architectures with applications across the molecular sciences. Preliminary results demonstrate the feasibility to provide “a la carte” predictable tool that chemists could use to control the site where the sp3–sp3 bond-formation takes place in both aliphatic and cyclic frameworks, even at remote sp3 sites. In addition, our general principle offers an unrecognized opportunity to simultaneously construct sp3–sp3 linkages and control the stereochemistry at remote sp3 sites. In this manner, NOVOFLAT will not only provide new dogmas in retrosynthetic analysis by fundamentally altering the way sp3–sp3 bonds are made, but also open new vistas in “chain-walking” reactions, as the incorporation of chirality throughout the alkyl side-chain constitutes “terra incognita” in these technologies.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-ADG - Advanced GrantGastgebende Einrichtung
43007 Tarragona
Spanien