Publikation von organokatalytischen Kaskaden-Prozessen in der
Zeitschrift Nature
Die selektive Synthese komplexer organischer
Moleküle stellt noch immer eine große Herausforderung dar, die durch
viele Reinigungsschritte von Zwischenprodukten, die Einführung und
wieder Abspaltung von Schutzgruppen sowie die gezielte Darstellung von
spiegelbildlich reinen Molekülen erschwert ist. Sowohl aus
ökologischer als auch ökonomischer Sicht werden seit kurzem
katalytische Prozesse angestrebt, bei denen einfache Ausgangsstoffe
und Organokatalysatoren (Metall-freie kleine organische Moleküle)
eingesetzt werden. Nur durch gezielte Steuerung der Prozesse kann
dabei erreicht werden, dass von den in der Synthese entstehenden
räumlich unterschiedlich angeordneten Molekülen durch geschickte Wahl
des Katalysators nur eines bevorzugt gebildet wird.
Ein viel versprechender Lösungsansatz zu dieser
synthetischen Herausforderung kann durch einen Dominoprozess erreicht
werden, über den nun die weltweit hoch angesehene Zeitschrift Nature
basierend auf den Forschungsergebnissen der Arbeitsgruppe um Professor
Enders am Lehrstuhl I für Organische Chemie der RWTH Aachen berichtet
(Nature 2006, 441, 861). In Analogie zu Dominosteinen, handelt es sich
dabei um Reaktionen, die einmal angestoßen bis zum Ende durchlaufen
und oft sehr selektiv sein können. Angeregt durch die von Mutter Natur
in der Biosynthese verwendeten Enzym-katalysierten Kaskaden-Prozesse,
hat Professor Enders mit seinen Doktoranden Matthias R. M. Hüttl und
Christoph Grondal einen solchen Dominoprozess entwickelt, in dem aus
drei einfachen Ausgangsverbindungen fünffach-substituierte
Cyclohexenderivate mit vier Stereozentren gebildet werden. Den Anstoß
hierzu gibt ein einfacher Organokatalysator, abgeleitet von der
natürlichen Aminosäure Prolin, der stereoselektiv jeden einzelnen der
drei Kohlenstoff-Kohlenstoff-verknüpfenden Schritte beschleunigt und
von 16 möglichen Stereoisomeren nur ein spiegelbildlich reines
Hauptisomer bildet. Die resultierenden Produkte dieser dreifachen
Kaskade können als wertvolle Synthesebausteine in der organischen
Chemie und als Vorläufer von pharmazeutischen Wirkstoffen dienen.
