FWF - Katalysen mit Cu(II) - Mechanismus enantioselektiver Katalysen mit Cu(II)

Enantioselektive Katalyse repräsentiert ein kompetitives Feld im Bereich der organischen Synthese. Das leigt daran, daß stereo- (oder enantio-) selektive Katalyse eine bevorzugte Methodik zur Synthese chiraler Moleküle darstellt. Solche Moleküle besitzen biologische Aktivität und weisen pharmakologische Wirkungen auf. Deshalb ist die Erforschung und Entwicklung neuer Katalysesysteme ein sehr intensiv bearbeitetes Arbeitsgebiet. Überaschenderweise, gibt es bisher nur wenige Kenntnisse über die genauen Mechanismen, welche katalytischen Reaktionswegen zugrundeliegen. Hier liegt der Grund darin, daß einfache Ansätze nicht ausreichen, um das komplexe Zusammenspiel der vielfältigen Faktoren zu beschreiben, die den katalytischen Zyklus begleiten. In unserem Projekt setzen wir eine Kombination von modernen, zeitgemäßen experimentellen und theoretischen Methoden ein. Dies führt zu einem detaillierten Einblick in charakteristische Elemente katalytischer Reaktionen. Neben der Wechselwirkung des zentralen Metallatoms des Katalysators mit Ligandatomen, der Dynamik der Koordinationssphäre, dem Einfluss des Lösungsmittels kann auch die Rolle der Gegenionen des ursprünglich eingesetzen Metallsalzes während des katalytischen Zyklus untersucht werden. Alle Experimente werden unter "reellen" synthetischen Bedingungen durchgeführt, allerdings in einem kleineren Maßstab, der es erlaubt, die Reaktionen innerhalb der Messgeräte durchzuführen. Die Reaktionen werden mittels magnetischer Resonanz, z.B. EPR, FT-ENDOR und HYSCORE sowie optischer Spektroskopie und NMR verfolgt. Theoretische Berechnungen, welche insbesondere auf der Dichtefunktionaltheorie basieren, werden angewandt um erweiterte Einsichten zu erhalten. Es ist unser Ziel, zur Entwicklung innovativer, effizienter Liganden und der Optimierung experimenteller Bedingungen beizutragen.