Synthese und Anwendung neuer bifunktioneller Säure-Base-Katalysatoren

Schleef, Frank

Die Weiterentwicklung bifunktioneller Säure-Base-Katalysa-toren führte im Rahmen dieser Dissertation zu fünf neuen Katalysatoren. Als neuen Vertreter bifunktioneller konkaver Säure-Base-Katalysatoren konnte K1 synthetisiert werden, der über eine Pyridinbasen- und eine Nitrobenzoesäureeinheit ver­fügt. Die konkave Abschirmung der Pyridinbase besteht dabei aus zwei Octanbrücken, die zwischen den Arylbrücken-köpfen „aufgespannt“ sind. Abgeleitet von konkaven bi­funktionellen Säure-Base-Ka­talysatoren wie K1 wurden durch Weglassen der konkaven Abschirmung drei neue bifunktionelle Säure-Base-Katalysatoren mit vereinfachter Struktur erhalten, die Katalysatoren K2 und K3 mit Pyridinbaseneinheit sowie K4 mit basischerer Dimethyl-aminopyridineinheit. In der Syntheseroute kamen unter anderem eine Suzuki-Kreuzkupplung und eine Mitsunobu-Veretherung zur Anwendung. Eine Syntheseroute zu einem bifunktionellen Chinuclidinkatalysator mit phenolischer Säu­reeinheit wurde ebenfalls entwickelt und so der Katalysator K5 synthetisiert. Ausgehend von Chinuclidin-2‑on umfasste die Synthese­route unter anderem eine Aldol-Kondensation, eine Variante der Robinson-Anellierung, eine Aromatisierung sowie eine Suzuki-Kreuzkupplung. Die katalytische Wirksamkeit der hergestellten bifunktionellen Säure-Base-Katalysatoren wurde in unterschiedlichen Testreaktionen untersucht. Zu den Reaktionen gehörten: die Mutarotation bei einem Monosaccharid, die Hydrolyse eines cyclischen Orthoesters, die Öffnung eines cyclischen Anhydrids durch einen Alkohol sowie die Öffnung eines Epoxids durch einen Alkohol. Der bifunktionelle Chinuclidinkatalysator K4 zeigte anders als der konkave Katalysator K1 und der vereinfachte Katalysator K2 bei der Öffnung von Styroloxid (S) in Ethanol eine deutliche katalytische Wirkung mit hoher Anfangsreaktionsgeschwindigkeit und einer Selektivität für den primären Alkohol P1 gegenüber dem sekundären Alkohol P2.

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Schleef, Frank: Synthese und Anwendung neuer bifunktioneller Säure-Base-Katalysatoren. 2012.

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