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Titel:Synthese von 1,2,4-Oxadiazolen, Cyclooctinen und Studien zur Synthese nicht-symmetrischer partiell-fluorierter DNTT
Autor:Nikodemiak, Paul
Weitere Beteiligte: Koert, Ulrich (Prof. Dr.)
Erscheinungsjahr:2019
URI:http://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2019/0096
URN: urn:nbn:de:hebis:04-z2019-00960
DOI: https://doi.org/10.17192/z2019.0096
DDC:540 Chemie
Titel(trans.):Syntheses of 1,2,4-Oxadiazoles, Cyclooctynes and studies towards the synthesis of symmetricly and asymmetricly fluorinated DNTTs

Dokument

Schlagwörter:
Oxadiazole, lithiation, SPAAC, Katalyse, Silylnitronate, layer-by-layer assembly, naphthalene, semi-conductor, CuAA, chemical synthesis, cyclooctyne, silyl nitronate, Naphthalin, oxadiazole, Cyclooctine, Chemische Synthese, Lithiierung, Halbleiter, catalysis, Layer-by-Layer Aufbau

Zusammenfassung:
Der erste Teil dieser Arbeit beschreibt einen neuartigen Zugang zu 1,2,4-Oxadiazolen. Die zugrundeliegende Cycloaddition ermöglicht, unter Silbertriflat-Katalyse, die Umsetzung unterschiedlicher Silylnitronate und Nitrile. Eine Vielzahl an funktionellen Gruppen am Nitril wird hierbei toleriert. Unter Verwendung von Alkenyl- und Arylsilylnitronaten kann die Methode ebenfalls erfolgreich angewendet werden, während nicht aktivierte Alkylsilylnitronate weniger geeignet sind. Weiterhin wurden mechanistische Untersuchungen durchgeführt, welche eine Eliminierung von tert-butyl(dimethyl)silanol (TBSOH) nach der Cycloaddition suggerieren sowie dass eine Umwandlung in das entsprechende Nitriloxid möglicherweise nicht stattfindet. Letztlich wurde die beschriebene Methode erfolgreich auf die Synthese einer Vorstufe des pharmazeutischen Wirkstoffs Ataluren angewendet. Der zweite Teil dieser Arbeit beschreibt unter anderem die Synthese unterschiedlicher Cyclooctinderivate. Ethynylcyclooctin sowie ein Diazid wurden erfolgreich in einer chemoselektiven Sequenz von einer spannungsvermittelten Alkin-Azid-Cycloaddition (SPAAC) und einer Kupfer-katalysierten Alkin-Azid Cycloaddition (CuAAC) an ein von der Cholsäure abgeleitetes Triazid, welches als molekulare Oberfläche diente, angewendet. Die Chemoselektivität wurde dadurch erreicht, dass drei Faktoren in Balance zueinander stehen: Kupfer-Katalyse / Ringspannung / sterische Abschirmung. Weitere Untersuchungen auf einer Si(001)-Oberfläche mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) und Rastertunnelmikroskopie (STM) weisen auf eine chemoselektive Absorption mittels [2+2]-Cycloaddition des Cyclooctins hin, ohne dass Nebenreaktionen der Ethynylgruppe auftreten. Der dritte Teil dieser Arbeit beschäftigt sich mit Untersuchungen zur Synthese symmetrischer und nicht symmetrischer fluorierter DNTT-Derivate. Die Synthese eines nicht fluorierten Naphthalins wurde erfolgreich durchgeführt. Während der Untersuchungen des fluorierten Naphthalins wurde eine Vielzahl unterschiedlicher partiell-fluorierter Napthaline synthetisiert und charakterisiert. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurde ebenfalls ein Hexafluornaphthalin erfolgreich synthetisiert. Weiterhin wurden erste Erkenntnisse bezüglich der Verknüpfung dieser Naphthalinderivate unter Stille- und Liebeskind-Kupplungsbedingungen erhalten.

Summary:
In the first part of this thesis, a novel cycloaddition towards 1,2,4-oxadiazoles is described. The cycloaddition is catalysed by silver triflate using various silyl nitronates and nitriles. A variety of functional groups on the nitrile is tolerated. Using alkenyl and aryl silyl nitronates the method can be employed successfully, while unactivated alkyl silyl nitronates are less efficient. Mechanistic studies were preformed and suggest an elimination of tert-butyl(dimethyl)silanol (TBSOH) after the cycloaddition and without interconversion into the respective nitrile oxide. The described method was successfully applied to the synthesis of a precursor for the drug Ataluren. In the second part of the thesis, the synthesis of different cyclooctynes is described. Ethynylcyclooctyne and a diazide were applied for a chemoselective sequence of strain-promoted azide-alkyne cycloaddition (SPAAC) and copper(I)-catalysed azide-alkyne cycloaddition (CuAAC) on a cholic acid-derived triazide molecular surface material. Chemoselectivity was achieved balancing three factors: Copper-catalysis / ring strain / steric shielding. Further investigation on Si(001) by means of x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning tunneling microscopy (STM) indicate a chemoselective adsorbtion via a [2+2]-cycloaddition of cyclooctyne without side reactions of the ethynyl group. In the third part of the thesis, studies towards the synthesis of symmetrical and non-symmetrical fluorinated DNTT derivatives are presented. The synthesis of a non-fluorinated naphthalene was achieved successfully. Towards the studies of fluorinated naphthalenes a variety of different partially-fluorinated naphthalene patterns were synthesised and characterised. During the studies the synthesis of hexafluoronaphthalene was achieved. First insights towards the coupling of these naphthalene derivatives using Stille- and Liebeskind-cross-coupling were gathered.


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