@phdthesis{Schmidt2002,
  author    = {Schmidt, Philipp},
  title     = {Vanadium(V)-katalysierte Oxidationen substituierter Bishomoallylalkohole zur stereoselektiven O-Heterocyclen-Synthese},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-3296},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {In der vorligenden Arbeit wurden Vanadium-abh{\"a}ngige Bromidperoxidase- (VBPO-) Modelle zur stereoselektiven Synthese funktionalisierter O-Heterocyclen entwickelt, die durch Vanadium-katalysierte Oxygenierung von Bishomoallylalkoholen mechanistisch untersucht wurden. Weiterhin wurden Bromcyclisierungen von Bishomoallylalkoholen auf enzymatischem (VBPO), oxidativem und radikalischem Weg f{\"u}r Referenzprodukte einer neuen Variante der Bromcyclisierung durch Vanadium-katalysierte Bromidoxidation durchgef{\"u}hrt. Die Selektivit{\"a}tsmuster aus den Synthesen ß-hydroxylierter und ß-bromierter Tetrahydrofurane wurden anschließend innerhalb einfacher Naturstoffsynthesen genutzt. Anhand eigener Vorarbeiten wurden neue Vanadium(V)-Komplexe aus Triethoxyvanadat mit tridentaten Schiffbaseliganden, basierend auf Salicylaldehyd und Aminoalkoholen mit strukturell unterschiedlichen Seitenketten in quantitativen Ausbeuten synthetisiert und charakterisiert (51V-NMR, UV und IR). In Test-Cyclisierungen unterschiedlicher Bishomoallylalkohole eignete sich VO(salin)(OEt) mit hohen Ums{\"a}tzen und guten Regio- wie Stereoselektivit{\"a}ten am besten. Die relative Geschwindigkeitskonstante (krel = 120±20) der Vanadium-katalysierten Oxidation des Testsystems konnte {\"u}ber Konkurrenzkinetik (Alkenol versus Alken) ermittelt werden und weist deutlich auf eine Bindung des Alkenols an Vanadium w{\"a}hrend der Oxidation hin. Um die Regio- und Stereoselektivit{\"a}ten Vanadium-Schiffbase-katalysierter Oxidationen von Bishomoallylalkoholen verstehen zu k{\"o}nnen, wurden stereochemische Studien anhand des Testsystems durchgef{\"u}hrt. Dessen Oxidation wird demnach im selektivit{\"a}tsbestimmenden Schritt dem Metallzentrum abgewandt in like-Position bevorzugt gebildet und f{\"u}hrt zu dem cis-konfigurierten Tetrahydrofuran als Hauptprodukt. Im Folgenden wurden Vanadium-katalysierte Oxidationen unterschiedlich substituierter bishomoallylischer Alkohole durchgef{\"u}hrt, s{\"a}mtliche Oxidationen f{\"u}hrten regioselektiv zu Tetrahydrofuranen als Hauptprodukte, die Oxygenierung Dimethyl-substituierter Pentenole lieferte durch Substitution an C-1 selektiv cis-konfigurierte Tetrahydrofurane, 2-Substitution f{\"u}hrte ebenso wie 3-Substitution zu trans-konfigurierte Oxolanen. Alkohole nicht aktivierter Olefine wurden in der Reihenfolge C-1 ? C-3 mit h{\"o}herer Selektivit{\"a}t zu trans-konfigurierten Tetrahydrofuranen gebildet. Die Regio- und Stereoselektivit{\"a}ten der radikalischen Bromcyclisierungen folgen den schon in fr{\"u}heren Arbeiten unserer Arbeitsgruppe aufgestellten Richtlinien (5-exo-trig; 2,5-trans, 2,4-cis und 2,3-trans). Die ionischen Bromcyclisierungen 5,5-dimethylierter Bishomoallyl-alkohole mittels NBS verliefen komplement{\"a}r zu den Radikal-Cyclisierungen regioselektiv und in Abh{\"a}ngigkeit der Phenylsubstituenten an C-1 - C-3 stereoselektiv zu den 2,5-trans-, 3,5-cis- und 4,5-trans-konfigurierten Tetrahydropyranen. Aus der Bromcyclisierung prochiraler Pentenole in Gegenwart eines Acetonpulvers aus Ascophyllum nodosum (A.n.A.P.) konnte das b-bromierte Tetrahydrofuran racemisch in 87proz. Ausbeute erhalten werden. Ebensowenig f{\"u}hrte der Einsatz chiraler Liganden in der Vanadium-katalysierten Oxygenierung prochiraler Penten-1-ole bei guten Ausbeuten (>80\%) zu Enantiomeren-angereicherten Tatrahydrofuranen. Innerhalb einfacher Naturstoffsynthesen wurden cis-Pityol, Linalooloxid sowie (-)-epi-Bisabololoxid selektiv unter Standardbedingungen der Vanadium-Schiffbase-katalysierten Oxidationen mit VO(salin)(OEt) und TBHP dargestellt. Die Stereoselektivit{\"a}ten steigen proportional zu dem Gr{\"o}ßenunterschied der Substituenten an Position 1 der Bishomoallylalkohole. Abschließend wurde durch Vanadium-katalysierte Bromidoxiadtion mit TBHP eine neue dreistufige Totalsynthese der vier "nat{\"u}rlichen" Muscarin-Isomere ausgearbeitet. Die Gesamtausbeuten dieser Synthesen liegen zwischen 3.0 und 19.9\%.},
  subject      = {Vanadium},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Herberth2002,
  author    = {Herberth, Edith},
  title     = {Hydro- und Carboborierungs-/Oxidationsreaktionen von Tricyclo[4.1.0.02,7]heptan-Derivaten sowie Synthese und Solvolyse-Reaktionen von exo,exo-Bicyclo[1.1.0]butan-2,4-dimethanoldimethansulfonat},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4952},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {Die bekannte Umwandlung des Bromtricycloheptans 4 in den Homoallylalkohol 76 durch Hydroborierung/Oxidation wurde anders als fr{\"u}her mit einer in situ aus Natriumborhydrid und elementarem Iod erzeugten Boran-THF-L{\"o}sung bewirkt. Dar{\"u}ber hinaus konnten unter den gleichen Bedingungen das Chlortricycloheptan 26 und das Methyltricycloheptan 62 in den Homoallylalkohol 108 bzw. 109 {\"u}berf{\"u}hrt werden. {\"U}ber 4, 26, 62 und das Phenyltricycloheptan 15 hinaus, dessen Hydroborierung/ Oxidation zum Homoallylalkohol 45a schon fr{\"u}her gelungen war, wurde eine Reihe von Bicyclo[1.1.0]butan-Derivaten mit Boran behandelt und das Gemisch dann oxidiert. Allerdings ergab sich in keinem Fall ein zu den Homoallylalkoholen 45a, 76, 108 und 109 analoges Produkt. {\"U}ber die Ursachen dieser Misserfolge kann gegenw{\"a}rtig nur spekuliert werden. Immerhin fand sich bei 3,4-Benzotricyclo[4.1.0.02,7]heptan (83) ein Hinweis auf eine Oligomerenbildung des Substrats. Als Grund f{\"u}r die Anlagerung von Boran an 4, 15, 26 und 62 wird die F{\"a}higkeit der Substituenten am Tricycloheptan-System, eine positive Ladung zu stabilisieren, gesehen. Durch die Umsetzung von Trideuteroboran mit 4 wurden bestimmte Reaktions-mechanismen ausgeschlossen, etwa der via das Umlagerungsprodukt 119 von 4 und Hydroborierung von 119, und der mit dem Zwitterion 120 gest{\"u}tzt, das durch 1,2-Deuteridverschiebung in das Cyclohexenylmethylboran 121 umlagern sollte, das als die Vorstufe des nach der Oxidation isolierten Produkts 87 angesprochen wird. Die Reaktionen von 4 und 15 mit 9-Borabicyclo[3.3.1]nonan (9-BBN), gefolgt von der Oxidation des Gemisches, lieferten je nach der Geschwindigkeit der Zugabe von 9-BBN entweder die Dialkohole 122 bzw. 123, jeweils als Diastereomerengemische, oder/und die Homoallylalkohole 76 bzw. 45a. Als Vorstufen der Verbindungen 122 und 123 werden Zwitterionen des Typs 124, Trialkylborane 125, Zwitterionen 127 und Trialkylborane 128 und 129 gesehen. Die Zwitterionen 124 sollten durch Addition von 9-BBN an die Substrate 4 und 15 entstehen und durch Hydridwanderung in 125 {\"u}bergehen, deren Anlagerung von 4/15 die Zwitterionen 126 und dann 127 hervorbringen sollte. Die 1,2-Wanderung eines Achtring-Kohlenstoffatoms m{\"u}sste zu 128 und 129 f{\"u}hren, die durch Oxidation in 122/123 umgewandelt werden d{\"u}rften. Das Dimesylat exo,exo-142 wurde in einer mehrstufigen Synthese {\"u}ber den bekannten Dibromdialkohol 148 ausgehend von Benzvalen (82) synthetisiert. Die Alkoholfunktionen von 148 wurden mit Trimethylsilylchlorid gesch{\"u}tzt unter Bildung des Bis(silylethers) 151. Aus 151 wurde durch Umsetzung mit tert-Butyllithium das Bicyclobutan exo,exo-152 dargestellt. Nach Abspaltung der Schutzgruppen mit Kaliumcarbonat in Methanol wurde der Dialkohol exo,exo-150 erhalten, welcher mit Methansulfons{\"a}urechlorid zum Zielmolek{\"u}l exo,exo-142 reagierte. Die Reaktion einer 2:1-Mischung aus exo,exo-150 und 157 mit Natriumhydrid und Iodethan lieferte die Bis(ethylether) 160 und 161 in 38\% bzw. 19\% Ausbeute. In den Solvolyse-Reaktionen wurde ein 36:1:16-Gemisch aus exo,exo-142, endo,-endo-142 und 159 eingesetzt. Bei der Reaktion des Gemischs in 60\% w{\"a}ssrigem Aceton in Gegenwart von Triethylamin bei 40 °C {\"u}ber f{\"u}nf Tage zeigten die NMR-Spektren die Abnahme von exo,exo-142 um 75\% (bezogen auf 159 als internen Standard), es konnte aber kein Produkt identifiziert werden. Die Ethanolyse bei 40 °C in Gegenwart von Triethylamin lieferte nach drei Tagen ein 3.5:2.8:1.0-Gemisch aus exo,exo-142, 159 und 162. Die Verbindung 162 wurde mit 70\% Ausbeute (bezogen auf umgesetztes exo,exo-142) gebildet. Die NMR-Spektren zeigten einen Umsatz von exo,exo-142 von 30\% (bezogen auf 159 als internen Standard). Wurde die Reaktion unter den gleichen Bedingungen sieben Tage durchgef{\"u}hrt, verringerte sich der Anteil an exo,exo-142 um 50\% und man erhielt eine 1:1:1-Mischung aus exo,exo-142, 159 und 162. Die Ausbeute von 162 lag bei 50\% (bezogen auf umgesetztes exo,exo-142). Bei der Solvolyse in 2,2,2-Trifluorethanol {\"u}ber drei Tage bei 40 °C in Gegenwart von Triethylamin erhielt man ein 3.2:2.0:1.0-Gemisch aus exo,exo-142, 159 und 163. Anhand der NMR-Spektren wurde ein Umsatz von exo,exo-142 von 20\% beobachtet (bezogen auf 159 als internen Standard). Die Solvolyse-Reaktionen des Dimesylats exo,exo-142 verlaufen, anders als die seines Diastereomers endo,endo-142, unter ausschließlicher Bildung von Produkten mit nicht umgelagertem Ger{\"u}st und liefern damit erstmals einen deutlichen Hinweis f{\"u}r die Existenz eines Bicyclo[1.1.0]but-2-exo-ylcarbinyl-Kations (166) als Intermediat. Es ist zu erwarten, dass 162 und 163 ihrerseits solvolysieren unter Bildung des Bis(ethylethers) 160 bzw. dessen Hexafluor-Derivates, aber diese Verbindungen sind unter den Solvolysebedingungen nicht stabil. Dies konnte in einem Kontrollexperiment best{\"a}tigt werden.},
  subject      = {Tricycloheptanderivate},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Greb2004,
  author    = {Greb, Marco},
  title     = {Zur Vanadium(V)-katalysierten Oxidation von Bromid und deren Anwendung in der Synthese von Aplysiapyranoid A und strukturell einfacher, bromierter O-Heterocyclen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-8381},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2004},
  abstract  = {Diese Arbeit behandelt die Entwicklung von Methoden zur Synthese halogenierter O-Heterocyclen ausgehend von substituierten Bishomoallylalkoholen. Jene acyclischen Substrate k{\"o}nnen durch Reaktion mit elektrophilen Bromierungsreagenzien Cyclisierungsreaktionen zu O-Heterocyclen eingehen. Diese Strategie ist an die Chemie Vanadium-abh{\"a}ngiger Halogenidperoxidasen (VHPOs) angelehnt, die in der Lage sind, mit H2O2 als Prim{\"a}roxidans, Halogenide oxidativ zu aktivieren. Dazu wurden sowohl Reaktionen Vanadium-abh{\"a}ngiger Bromidperoxidasen (VBPOs) als auch ihrer funktionaler Modelle untersucht. Als funktionale Modelle in wasserfreien Medien wurden neue Vanadium-Schiffbasekomplexe synthetisiert, charakterisiert (51V-NMR, IR, UV/Vis) und hinsichtlich ihrer Eignung als Oxidationskatalysatoren untersucht. Mittels mechanistischer Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass Vanadium-Schiffbasekomplexe mit tert-Butylhydroperoxid (TBHP) zu Peroxykomplexen (ESI-MS, 51V-NMR) reagieren. Diese dienen in wasserfreien Medien als Katalysatoren um Bromid (aus PyHBr) in situ in Br2 umzuwandeln. Das erzeugte elementare Brom kann f{\"u}r Bromcyclisierungsreaktionen substituierter Bishomoallylalkohole zum Aufbau halogenierter cyclischer Ether genutzt werden. Die Ergebnisse aus den Untersuchungen der funktionalen Modelle in wasserfreien Medien wurden mit Enzym-katalysierten Reaktionen verglichen. Bei enzymatischen Reaktionen dominiert vermutlich zun{\"a}chst eine Bildung von HOBr. Letzteres dient als elektrophiles Bromintermediat, um Bishomoallylalkohole bevorzugt in Halohydrine umzuwandeln. Durchgef{\"u}hrte methodischen Arbeiten zur oxidativen und radikalischen Halogenierung fanden schließlich Anwendung als Schl{\"u}sselschritte in Totalsynthesen von Aplysiapyranoid A, einem hexasubstituierten, dreifachhalogenierten Tetrahydropyran-abgeleiteten Naturstoff aus Aplysia kurodai, sowie dessen 5-Epimer.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Arnold2001,
  author    = {Arnold, Markus A.},
  title     = {Oxidative DNA-Sch{\"a}digung durch elektronisch angeregte Carbonylverbindungen und daraus gebildete Radikalspezies},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-1182038},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2001},
  abstract  = {Mittels Laserblitz-Photolyse wurden die Triplettlebenszeiten sowie die L{\"o}schraten der Triplettzust{\"a}nde verschiedener Acetophenonderivate durch dG, 8-oxodG, DNA, molekularen Sauerstoff und die Ketone selbst bestimmt. F{\"u}r AP-OAc, AP und BP wurden Triplettlebensdauern von 7-9 µs gemessen, w{\"a}hrend die Triplettzust{\"a}nde von AP-OH und AP-OtBu aufgrund alpha Spaltung deutlich kurzlebiger waren (ca. 1 µs); die alpha Spaltung konnte EPR-spektroskopisch durch Spinabfangexperimente mit DMPO und TEMPO belegt werden. Im Fall von AP-OMe wurde weder dessen Triplettzustand noch die Bildung von Radikalen detektiert, was auf einer schnell ablaufenden Norrish-Typ-II-Spaltung beruht. Aufgrund dieses photochemischen Verhaltens wurden die Ketone (mit Ausnahme von AP-OMe) in zwei Gruppen klassifiziert, n{\"a}mlich die „Gruppe A"-Ketone (keine Radikalbildung) und die „Gruppe B"-Ketone (Radikalbildner). W{\"a}hrend die „Gruppe A"-Ketone gegen{\"u}ber niedrigen Konzentrationen von DNA (62.5 µM) inaktiv waren, verursachten die bei der Bestrahlung der „Gruppe B"-Ketone generierten Peroxylradikale, neben wenigen direkt induzierten Strangbr{\"u}chen, haupts{\"a}chlich die Guaninoxidationsprodukte 8-oxoGua und guanidinfreisetzende Produkte (GRP). Erst wenn die DNA-Konzentration zehnfach erh{\"o}ht wird (625 µM), tritt bei der Photolyse der „Gruppe A"-Ketone auch DNA-Oxidation durch einen Elektronentransfer von der Guaninbase auf das angeregte Keton ein. Ein analoger Konzentrationseffekt wurde auch in der dG-Oxidation beobachtet, bei niedrigen Substratkonzentrationen sind nur die radikalbildenden „Gruppe B"-Ketone aktiv. Die Tatsache, dass in der dG-Oxidation durch die „Gruppe A"-Ketone kein 8-oxodG detektiert wurde, wurde auf dessen effiziente Oxidation durch dG•+-Radikalkationen zur{\"u}ckgef{\"u}hrt. Die „Gruppe B"-Ketone sind in Abwesenheit von O2 gegen{\"u}ber dG und DNA oxidativ inaktiv, da die in der alpha Spaltung generierten kohlenstoffzentrierten Radikale keine Peroxylradikale bilden k{\"o}nnen. Die „Gruppe A"-Ketone sind gegen{\"u}ber DNA in Abwesenheit wie auch in Anwesenheit von Sauerstoff genauso reaktiv, da der Elektronentransfer von DNA zum Keton unabh{\"a}ngig von Sauerstoff ist. Um mechanistische Einblicke in die oxidative DNA-Sch{\"a}digung zu erlangen, wurden photochemische Modellstudien mit dem Nukleosid dG sowie 8-oxodG durchgef{\"u}hrt, wobei zus{\"a}tzlich Spiroiminodihydantoin gebildet wird. Bis vor kurzem wurde die Struktur dieses Oxidationsproduktes als 4-HO-8-oxodG angenommen, dass zuerst in der dG Oxidation mit Singulettsauerstoff (1O2) beobachtet wurde. Weder Spiroiminodihydantoin noch 4 HO-8-oxodG sind als authentische Verbindungen bekannt, so dass eine zweifelsfreie Strukturaufkl{\"a}rung die Bestimmung der Konnektivit{\"a}t der markierten Positionen erforderte. Diese Zuordnung erfolgte mittels eines SELINQUATE-NMR Spektrums, mit dem schl{\"u}ssig die 4 HO-8-oxodG-Struktur ausgeschlossen wurde. Wie alle „Gruppe B"-Ketone sind auch alle „Gruppe A"-Ketone in Abwesenheit von O2 mit Ausnahme von AP-OAc gegen{\"u}ber dG inert. Dies ist ein Beleg daf{\"u}r, dass der Elektronentransferschritt von dG zum Keton in Abwesenheit von Sauerstoff (im Gegensatz zur DNA-Oxidation) reversibel ist und daher keine Oxidation m{\"o}glich ist, wenn die Ketylradikale nicht durch O2 abgefangen werden. Das aus AP-OAc gebildete Ketylradikal besitzt als einziges einen effektiven unimolekularen Deaktivierungsweg, n{\"a}mlich die Acetation-abspaltung, so dass die Reversibilit{\"a}t nicht mehr m{\"o}glich ist.},
  subject      = {DNS-Sch{\"a}digung},
  language  = {de}
}