Neue Synthesewege in der Schwefel-Ylid-Chemie

06.04.2020

Schwefel-Ylide sind gut untersuchte organische Verbindungen, die etwa bei der Synthese von mehrgliedrigen Ringen genutzt werden. Eine Forschungsgruppe um Nuno Maulide vom Institut für Organische Chemie hat nun eine Methode für die Konstruktion von komplexen 7-gliedrigen Ringen, bestehend aus einem Schwefel- und sechs Kohlenstoffatomen, entwickelt. Die Wissenschafter*innen nutzten dabei die reaktive Natur von bestimmten schwefelhaltigen Spezies im Beisein eines Goldkatalysators. Die Studie erschien in der Fachzeitschrift "Chemistry – A European Journal".

Ein Ylid ist eine neutrale chemische Verbindung die ein formal negativ geladenes Atom (z.B. Kohlenstoff) beinhaltet, welches direkt an ein formal positiv geladenes, wie etwa Stickstoff, Phosphor oder Schwefel, gebunden ist.

Seit Mitte des letzten Jahrhunderts sind Schwefel-Ylide als organische Lehrbuch-Reagenzien in vielzähligen Umwandlungen hervorgegangen. Insbesondere wurden sie für die Synthese von 3-gliedrigen (z.B. Epoxide) oder 5-gliedrigen (z.B. Furane) Ringen genutzt.

Synthese ohne Abfallprodukte

Dennoch sind die meisten dieser Reaktionen von einem wesentlichen Nachteil begleitet: Der Freisetzung der Schwefelfunktionalität, welche zu einer erhöhten Menge an Abfall führt. Mit ihrer Entwicklung einer Reaktion mit Schwefel-Yliden, welche ohne die Erzeugung von Abfall abläuft, liefern Nuno Maulide von der Fakultät für Chemie und sein Team eine attraktive und ökonomische Ergänzung zur Ylid-Chemie.

In ihrer Studie synthetisierten die Forscher*innen 7-gliedrige Ringe, gebunden an Benzen (Strukturen bekannt als Dihydrobenzothiepine). Die Eingliederung des Schwefelatoms in das Endprodukt - und damit sein "Einfangen" – führte zu hochfunktionalisierten schwefelhaltigen Substanzen. Dieses "atomökonomische Protokoll", schreiben Maulide und seine Kolleg*innen, findet dabei in der Gegenwart eines Goldkatalysators "unter sehr milden Bedingungen und bei Raumtemperatur statt" und liefere eine Vielzahl an neuen Dihydrobenzpthiepin-Derivaten.


S E R V I C E: Gold-catalyzed cycloisomerization of sulfur ylides to dihydrobenzothiepines, Christian Knittl-Frank, Iakovos Saridakis, Thomas Stephens, Rafael Gomes, James Neuhaus, Antonio Misale, Rik Oost, Alberto Oppedisano and Nuno Maulide, in: Chemistry – A European Journal, Chem. Eur. J. 10.1002/chem.202000622

Maulide Gruppe: https://organicsynthesis.univie.ac.at/ 

Neue Methode für Synthese von 7-gliedrigen Ringen (Copyright: Christian Knittl-Frank und Iakovos Saridakis)

Molekularer Aufbau von Yliden (Copyright: Christian Knittl-Frank und Iakovos Saridakis)

Schwefel-Ylid-Reaktionen erzeugen häufig nachteilige Nebenprodukte. (Copyright: Christian Knittl-Frank und Iakovos Saridakis)