Kaleidoskop der Katalyse: Heidelberger Forum für Molekulare Katalyse 2005

Das Heidelberger Forum f r Molekulare Katalyse geht urspr nglich auf die „Georg-Wittig-Vorlesung“ aus dem Jahr 1999 zur ck und findet seither im Zweijahresrhythmus seine Fortsetzung im Rahmen eines eint)gigen Symposiums. Die Tagung wird finanziell durch die BASF getragen, die dadurch unterstreicht, welch große Bedeutung sie universit)rer Forschung und Innovation beimisst. Mit dem Forum ist traditionell die Verleihung des BASF Catalysis Awards an einen herausragenden Nachwuchswissenschaftler in Anerkennung seiner richtungweisenden Arbeiten auf dem Gebiet der molekularen Katalyse verbunden. In diesem Jahr wurde Frank Glorius (Universit)t Marburg) durch den mit 10000 Euro dotierten Preis ausgezeichnet. Wie schon in den Jahren zuvor lockte das Programm mehr als 500 Wissenschaftler aus Hochschule und Industrie nach Heidelberg. Im Mittelpunkt standen dabei die vier Plenarvortr)ge, darunter einer vom Preistr)ger; das wissenschaftliche Programm, durch das der Sprecher des hiesigen Sonderforschungsbereichs, Peter Hofmann (Universit)t Heidelberg), die Zuh=rer f hrte, wurde von einer starken Postersession mit ber 100 Beitr)gen abgerundet. Das wissenschaftliche Programm begann mit einem fulminanten Vortrag von David W. C. MacMillan (California Institute of Technology) zu aktuellen Trends in der asymmetrischen Organokatalyse, die auf zwei unterschiedlichen Strategien der reversiblen Aktivierung von Carbonylgruppen durch Amine beruhen: Aktivierung durch Absenkung des niedrigsten unbesetzten Molek lorbitals (Iminium-Katalyse) und Aktivierung durch Anheben des h=chsten besetzten Molek lorbitals (Enamin-Katalyse). Als Einstieg w)hlte MacMillan einen kurzen Abriss ber die Evolution geeigneter chiraler Katalysatoren mit Imidazolidinonr ckgrat und pr)sentierte dann eine beeindruckende Zahl entsprechender Anwendungen, die die klassische asymmetrische Lewis-S)urekatalyse mitunter in den Schatten stellt. Heterokonjugate Additionsreaktionen mit einem Amin als Katalysator und einem zweiten Amin als Reaktanten, ungew=hnliche exo-selektive DielsAlder-Reaktionen, direkte Aldolreaktionen zweier Aldehyde als rascher Zugang zu orthogonal gesch tzten Kohlenhydraten und a-Halogenierungen von Carbonylverbindungen waren nur einige der j ngsten Errungenschaften seiner Arbeitsgruppe. Ein weiterer Abschnitt seines Vortrags war einer der herausragenden Aufgaben der organischen Synthese, dem asymmetrischen Aufbau quart)rer Kohlenstoffzentren, gewidmet. So wurde das Herzst ck von Diazonamid A („the heart of the beast“) elegant mittels einer FriedelCrafts-artigen konjugaten Addition eines Indols an einen a,b-unges)ttigten Aldehyd in Kombination mit der Cyclisierung eines angekn pften Heteroatoms aufgebaut. Diese Methode war auch bei der Synthese von Pyrroloindolin-Alkaloiden von )hnlichem Erfolg gekr=nt. Das Feuerwerk endete mit einem organokatalytischen Alternativkonzept f r die Synthese komplizierter Molek larchitekturen. Bei einer stufenweisen Durchf hrung nimmt mit zunehmender Zahl von Synthesestufen die Effizienz der Gesamtreaktion exponentiell ab – die Tandemkatalyse w)re ein denkbarer Weg zur Umgehung dieses Nachteils. Ein erstmals verwirklichter, hoch stereoselektiver Tandem-IminiumEnamin-Enamin-Eintopfprozess ließ bereits erkennen, welche vielversprechenden Auswirkungen die Organotandemkatalyse auf die asymmetrische Synthese haben kann. Im Anschluss daran stellte Stefan Marcinowski (BASF) in seiner Laudatio den Preistr)ger, Frank Glorius, dem Auditorium vor, indem er dessen akademischen Werdegang und seine bedeutenden wissenschaftlichen Leistungen zusammenfasste. Der so Gew rdigte erf llte letztere selbst in seinem Vortrag mit Leben. Glorius stellte eine Auswahl neuartiger homogener und heterogener katalytischer Verfahren vor. Innerhalb des Themenkomplexes der homogenen Katalyse zielt ein Teil seines Forschungsprogramms auf die Synthese und Nutzbarmachung von N-heterocyclischen Carbenen. Seine Arbeitsgruppe entwickelte eine neue Familie sterisch gehinderter Carbenliganden (IBiox) mit eingeschr)nkter Flexibilit)t und wandte diese in der Dbergangsmetallkatalyse an. Diese einzigartige Eigenschaft ver)nderlichen sterischen Anspruchs erm=glicht diesen Liganden, sich im Verlauf des Katalysezyklus den sich ver)ndernden Anforderungen anzupassen, wodurch die an und f r sich kniffelige Synthese von tetra-ortho-substituierten Biarylen mittels der Suzuki-MiyauraKreuzkupplung von Arylchloriden gelang. Mit der Verwendung von Carbenen in der Organokatalyse erschloss Glorius ein weiteres Forschungsgebiet. So konnten a,b-unges)ttigte Aldehyde durch Reaktion mit N-heterocyclischen Carbenen in Homoenolat)quivalente berf hrt werden. Durch diese organokatalytische Umpolung und nachfolgende Reaktion mit Aldehyden wurde eine ganze Reihe von g-Butyrolactonen ber eine einzige Synthesestufe zug)nglich. Innerhalb des Themenkomplexes der heterogenen Katalyse berichtete Glorius ber eine hoch diastereoselektive Hydrierung von oxazolidinonsubstituierten Pyridinderivaten, die von einer „spurlosen“ Abspaltung des chiralen Auxiliars begleitet ist. Dieser Einstufenprozess f hrt zu hoch enantiomerenan[*] Dr. M. Oestreich Institut f r Organische Chemie und Biochemie Albert-Ludwigs-Universit#t Freiburg Albertstraße 21, 79104 Freiburg (Deutschland) Fax: (+49) 761-203-6100 E-mail: martin.oestreich@orgmail. chemie.uni-freiburg.de