Small Molecule Activation through Radical Formation by Visible Light Photoredox Catalysis

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist die Nutzung der Photoredoxkatalyse zur Aktivierung kleiner Moleküle und die Entwicklung neuer katalytischer Strategien. Zu Beginn wird eine kurze Einführung in das Gebiet der Photoredoxkatalyse gegeben. Der grundlegende theoretische Hintergrund und die verschiedenen Definitionen, die zum Kennenlernen des Gebiets erforderlich sind, werden erläutert. Im ersten Kapitel wird über die Synthese von Pyrazolen ausgehend von Cyclopropanolen und Diazoniumsalzen unter Strahlungsbedingungen berichtet. Die Entwicklung einer milden und schnellen Reaktion (20 min, r.t.) wird unter besonderer Berücksichtigung mechanistischer Aspekte diskutiert. Der Hauptteil der Arbeit, in den Kapiteln 3-4 und 5, beschäftigt sich mit der Chemie von (4-substituierten) Hantzsch-Estern. Dieses alte Molekül hat eine bekannte Geschichte in der klassischen thermischen Reaktivität, während es als potenter Hydriddonor fungiert. Was wir in den verschiedenen Kapiteln vorstellen, ist die Verwendung von Hantzsch-Ester unter photochemischen Bedingungen. Insbesondere wird in Kapitel 3 die Chemie des Hantzsch-Esters im angeregten Zustand untersucht und in einem leistungsstarken Reduktionsprotokoll von N-Oxiden zu N-Arenen eingesetzt. In den Kapiteln 4 und 5 wird eine andere Art von Reaktivität vorgestellt: 4-substituierte Hantzsch-Ester als Radikalvorstufen durch Photoredoxaktivierung. 4-Carboxamido-Hantzsch-Ester werden synthetisiert und zur Carbamoylierung von Olefinen und Iminen verwendet. Im letzten Teil der Arbeit wird ein Nicht-Photoredox-Protokoll beschrieben (Kapitel 6), während einfaches CoBr2-Salz in situ durch die Verwendung von unterstöchiometrischen aliphatischen Aminen als DIPEA (N,N-Diisopropylethylamin) für die Cyclotrimerisierung terminaler Alkine aktiviert wird.