Support for young scientists from all over the world
Doctoral projects
© Philipp Stein

Gold-catalyzed function­al­iza­tion of 1,3‑diyne derivatives

Philipp Stein – Hector Fellow A. Stephen K. Hashmi

The efficient design of chemi­cal processes is of great impor­tance for the chemi­cal indus­try. Current research makes an essen­tial contri­bu­tion to synthe­siz­ing complex substrates inexpen­sively in as few steps as possi­ble and in high yield. This PhD project, under the direc­tion of Hector Fellow A. Stephen K. Hashmi, there­fore, deals with the mecha­nism and the function­al­iza­tion of a wide range of 1,3‑diynes with varying nucleophiles.

Die Katal­yse organ­is­cher Reaktio­nen mittels Übergangsmet­allen ist für die chemis­che Indus­trie von immenser Bedeu­tung. Anwen­dungs­bere­iche reichen hierbei von der Polymerchemie bis zur Abgas­reini­gung. Auch das Übergangsmet­all Gold stellt einen inter­es­san­ten Vertreter eines poten­tiellen Katalysator-Metalls dar, da dieses eine hohe Affinität zu C‑C – Mehrfach­bindun­gen aufweist.

Sind in der Vergan­gen­heit zahlre­iche Reaktio­nen mit Alkinen sowie Allenen unter­sucht worden, so ist das Reaktionsver­hal­ten von 1,3‑Diin-Verbindungen lediglich in geringem Maße erforscht. Dieses Promo­tionsvorhaben befasst sich daher mit dem Mecha­nis­mus der Monoad­di­tion eines Nukleophils an 1,3‑Diin-Derivate. Mit Hilfe dieser Methode wird erwartet, komplexe Substrate in wenigen Schrit­ten kostengün­stig zu synthetisieren. Zudem wird ein weiterer Fokus auf der Bestim­mung von Reaktion­sk­inetiken liegen, um etwaige Substituenten­ef­fekte des Substrats bzw. des Nukleophils zu charak­ter­isieren und den ablaufenden Mecha­nis­mus zweifels­frei aufzuklären.

Hierzu werden zunächst die geforderten 1,3‑Diine mittels Glaser-Kupplung synthetisiert und ein Testsys­tem aufgestellt und optimiert. Dies schließt die Parame­ter Temper­atur, Lösungsmit­tel, Katalysator, sowie die Wahl des Nukleophils mit ein. Auf lange Sicht werden sich von dieser Synthe­seroute günstige Zugangswege zu komplexen Molekülen versprochen. Mögliche Ansätze stellen hierbei Diels-Alder-Reaktio­nen oder aber auch die Synthese neuar­tiger Polymere dar.

Gold-catalyzed functionalization of 1,3-diyne derivatives

Scheme 1: Outlined reaction kinet­ics of substrates with varying substituents.

Philipp Stein

Heidel­berg University
   

Super­vised by

Prof. Dr.

A. Stephen K. Hashmi

Chemistry

Hector Fellow since 2010Disziplinen A. Stephen K. Hashmi