TY  - THES
A1  - Krebs, Oliver
T1  - En-Reaktion von Nitrosoaren, Triazolindion und Singulettsauerstoff
T1  - Ene Reaction of Nitrosoarene, Triazolinedione, and Singlet Oxygen
N2  - Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde der Mechanismus der En-Reaktion von Nitrosoaren (ArNO), Triazolindion (TAD) und Singulettsauerstoff (1O2) durch Bestimmung von kinetischen Isotopeneffekten, Regioselektivitäten und Diastereoselektivitäten mit ausgewählten, deuteriummarkierten Olefinsubstraten untersucht, wobei das Hauptaugenmerk auf dem Nitrosoaren-Enophil 4-Nitronitrosobenzol lag. Ferner wurden diese En-Reaktionen mit chiralen Tiglinsäureamiden des Oppolzer-Bornansultams untersucht und dabei hervorragende Stereoselektivitäten erzielt. Für ArNO wurde hiermit eine effiziente Methode zur enantioselektiven Synthese von alpha-Methylen-beta-aminosäurederivaten entwickelt. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten: Die Nitrosoaren-En-Reaktion verläuft über ein reversibel gebildetes Aziridin-N-oxid. Die Reversibilität wurde durch die primären H/D-Isotopeneffekte aus dem zweiten Reaktionsschritt nachgewiesen. Die hohe twix-Regioselektivität (skew-Effekt) in der Nitrosoaren-En-Reaktion mit trisubstituierten Alkenen wird durch sterische Effekte vom lone-Substituenten kaum beeinflusst (twix/twin bleibt konstant ca. 85:15), außer durch die tert-Butylgruppe (twix/twin > 95:5). Für lone-arylsubstituierte Styrole wird durch eine Donor/Akzeptor-Koordination des Enophils mit der lone-Arylgruppe ausschließliche twix-Regioselektivität erreicht. Die En-Reaktion von 1O2, TAD und ArNO mit dem deuteriummarkierten Allylalkohol Z-II-d3 liefert eine hohe threo-Diastereoselektivität für das twix- und twin-Regioisomer. Verantwortlich hierfür ist eine Koordination des Enophils durch Wasserstoffbrückenbindung in einem frühen Stadium der Reaktion, noch vor der Intermediatbildung. Für PTAD und ArNO wird auch die Regioselektivität durch den hydroxydirigierenden Effekt beeinflusst, aber nicht für 1O2. Mit dem optisch aktiven Oppholzer-Sultam als chirales Auxiliar lässt sich in der En-Reaktion von 1O2, TAD und ArNO mit Tiglinsäurederivaten eine hohe asymmetrische Induktion erzielen. Für ArNO können die En-Produkte effizient zu enantiomerenreinen alpha-Methylen-beta-aminosäurederivaten umgewandelt werden.
N2  - The mechanism of the ene reaction of nitrosoarene (ArNO), triazolinedione (TAD) und singlet oxygen (1O2) was studied by determining the kinetic isotope effects (KIE), regioselectivities and diastereoselectivities in the reactions with deuterium-labelled olefins as substrates, whereby the attention was concentrated on the nitrosoarene enophile 4-nitronitrosobenzene. Furthermore, the ene reactions with tiglic-acid amides of the chiral bornane-derived sultam were examined and excellent stereoselectivities were obtained. For ArNO, a method for the enantioselective synthesis of alpha-methylene beta-amino acid derivatives was developed. The following results were received: The nitrosoarene ene reaction proceeds through a reversibly formed aziridine N-oxide. The reversibility was disclosed from the H/D kinetic isotope effects, which operate in the second reaction step. The high twix regioselectivity (skew effect) in the nitrosoarene ene reaction with trisubstituted alkenes is not affected by steric effects of the lone substituent (twix:twin is constant at about 85:15), except by the lone tert-butyl group (twix:twin >95:5). For lone aryl-substituted styrenes absolute twix regioselectivity is obtained through the donor/acceptor coordination of the enophile with the lone aryl group. The ene reaction of 1O2, TAD, and ArNO with the deuterium-labelled allylic alcohol Z-II-d3 results in a high threo diastereoselectivity for the twix and twin regioisomer. This is rationalized in terms of coordination of the enophile by hydrogen bonding in an early stage of the reaction before the formation of the intermediate. For ArNO and TAD, also the regioselectivity is dictated by the hydroxy-group directive effect, but not for 1O2. With Oppolzer´s optically active bornane-derived sultam as chiral auxiliary, high asymmetric induction was achieved in the ene reaction of 1O2, TAD, and ArNO with tiglic-acid derivatives. For ArNO, the ene products were converted efficiently into enantiomerically pure alpha-methylene beta-amino acid derivatives.
KW  - En-Synthese
KW  - Stereoselektive Synthese
KW  - En-Reaktion
KW  - Allylische Aminierung
KW  - stereoselektive Synthese
KW  - Nitrosoaren
KW  - Singulettsauerstoff
KW  - Ene Reaction
KW  - Allylic Amination
KW  - Stereoselective Synthesis
KW  - Nitrosoarene
KW  - Singlet Oxygen
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-3315
ER  - 
TY  - THES
A1  - Bosio, Sara
T1  - Typselektivität und Diastereoselektivität in den Oxidationen von chiralen oxazolidinonsubstituierten Encarbamaten mit Singulettsauerstoff, Dimethyldioxiran und meta-Chlorperbenzoesäure
T1  - Mode Selectivity and Diastereoselectivity in the Oxidations of Chiral Oxazolidinone Substituted Enecarbamates with Singlet Oxygen, Dimethyldioxirane and Meta-Chloroperbenzoic Acid
N2  - In der vorliegenden Dissertation wurde die Selektivität der Oxidation von chiralen oxazolidinonsubstituierten Encarbamten I mit Singulettsauerstoff, Dimethyldioxiran (DMD) und meta-Chloroperbenzoesäure (mCPBA) untersucht. Durch die Variation der Encarbamatstruktur wurde die Typselektivität (En-Reaktion versus [2+2]-Cycloaddition) kontrolliert. Bei der [2+2]-Cycloaddition der Encarbamate I mit Singulettsauerstoff (1O2) und der Epoxidierung mit DMD und mCPBA wurden hohe Diastereoselektivitäten beobachtet. Die folgenden Ergebnisse wurden erzielt: 1. Die Typselektivität (En-Reaktion versus [2+2]-Cycloaddition) der Reaktion von 1O2 mit den Encarbamaten Ia-c ist in Tabelle I aufgeführt. Daraus ist ersichtlich, dass die E-Isomere vorzugsweise die En-Reaktion eingehen, während die Z-Isomere die [2+2]-Cycloaddition bevorzugen. Diese diastereomerenabhängige Typselektivität wird durch den orbitaldirigierenden Effekt des vinylischen Stickstoffatoms verständlich. Der Angriff des Singulettsauerstoffs wird durch die vorteilhafte bindende Orbitalwechselwirkung zwischen dem LUMO des Singulettsauerstoffs und dem HOMO des Encarbamates Ib auf die Seite der Stickstofffunktionalität gesteuert. Da im Encarbamat Z-I kein cis-ständiges allylisches Wasserstoffatom für den angreifenden 1O2 zur Verfügung steht, findet vorzugsweise die [2+2]-Cycloaddition mit hoher Diastereoselektivität (> 95:5) statt. Bei den Encarbamaten E-I sind die Stickstofffunktionalität und die allylische Methylgruppe auf der Seite der Doppelbindung angeordnet, die von 1O2 angegriffen wird, so dass der sich annähernde Singulettsauerstoff ein allylisches Wasserstoffatom von der Methylgruppe abstrahiert und eine hohe Typselektivität für die En-Reaktion beobachtet wird. 2. In der [2+2]-Cycloaddition der Encarbamate Id-e mit Singulettsauerstoff, dem kleinstmöglichen Enophil, wird eine vollständige Diastereoseitendifferenzierung (d.r. >95:5) durch die Oxazolidinonkonfiguration bestimmt. Der R1-Substituent des Oxazolidinonrings besetzt aufgrund konformationeller Effekte einen Halbraum der Doppelbindung (Abbildung A), so dass der bevorzugte -faciale Angriff alleine durch die sterische Abschirmung des R1-Substituenten kontrolliert wird, solange R1 ≠ H. Die Gegenwart eines weiteren stereogenen Zentrums im allylischen Substituenten der Encarbamate beeinflusst die Richtung des Singulettsauerstoffangriffs nicht: Der Angriff des Singulettsauerstoffs findet von derselben -Seite statt, unabhängig davon, ob (4R,3’S)-Ie oder (4R,3’R)-Ie als Substrat eingesetzt wird. Offensichtlich rufen (R)-konfigurierte R1-Substituenten die (S)-Konfiguration der zwei neu gebildeten stereogenen Zentren im resultierenden Dioxetan hervor. 3. Mit den chiralen Oxazolidinonauxiliaren kann nicht nur die Diastereoselektivität der [2+2]-Cycloaddition von Singulettsauerstoff gesteuert werden, sondern auch die der En-Reaktion. Die Konfiguration der Doppelbindung der Encarbamate spielt in der En-Reaktion eine entscheidende Rolle. Im Fall der Isomere Z-Ia, b hängt die Diastereoselektivität stark von der Größe des R1-Substituenten am Oxazolidinon ab. Dies ist verständlich, denn der Angriff des Singulettsauerstoffs muß auf der Seite der allylischen Methylgruppe erfolgen, um die En-Produkte zu erhalten (Abbildung B). Für kleinere R1-Substituenten, z.B. Methyl (Tabelle 1), wird diese Seite der Doppelbindung im Fall der Substrate Z-1 weniger effektiv abgeschirmt als für die räumlich anspruchsvollere Phenylgruppe. Für letztere wird das unlike En-Produkt daher in hoher Diastereoselektivität erhalten Im Fall der Substrate E-I, ist der Oxazolidinonring auf derselben Seite der Doppelbindung wie die allylische Methylgruppe. Daher treten intensivere sterische Wechselwirkungen des R1-Substituenten mit Singulettsauerstoff auf und sorgen für die höhere Diastereoselektivität als bei den Diastereomeren Z-I. 4. Bei der Epoxidierung der Encarbamate Ic, f wird ebenfalls eine hohe Diastereo-selektivität beobachtet, diese ist jedoch weniger ausgeprägt als bei der Photooxygenierung derselben Substrate. Zudem wird in diesem Fall nicht nur die Richtung, sondern auch das Ausmaß der Diastereo-selektivität durch den R1-Substituenten im Oxazolidinonring beeinflusst. Deshalb wird für den Sauerstoff-Transfer der Mechanismus in Abbildung A vorgeschlagen. Wenn X = H, sind die sterischen Wechselwirkungen für den (1’Re,2’Re)- und den (1’Si,2’Si)-Angriff vergleichbar und daher ist die Diastereoselektivität niedrig (60:40). Für X = CH3 ist die Doppelbindung vollständig abgeschirmt, wodurch der (1’Re,2’Re)-Angriff erschwert wird und die Diastereoselektivität steigt deutlich (93:7). Weiterhin ist das Ausmaß der diastereo-facialen Differenzierung nicht nur von der Größe von R1 abhängig, sondern auch von der Konfiguration der Doppelbindung. Die Epoxidierung des Z-Isomers ist wegen der besser abgeschirmten Doppelbindung der Z-Encarbamate immer selektiver als die des E-Isomers.
N2  - In the present dissertation, the selectivity of the oxidation of the chiral oxazolidinone-substituited enecarbamates I with singlet oxygen, dimethyldioxirane (DMD) and meta-chloroperbenzoic acid (mCPBA) was studied. By varying the structure of the enecarbamates I, the mode selectivity (ene reaction versus [2+2] cycloaddition) was controlled. In the [2+2] cycloaddition of the enecarbamates I by singlet oxygen (1O2) and in the epoxidation by DMD and mCPBA high diastereoselectivities were observed. The following results were received: 1. The mode selectivity (ene reaction versus [2+2] cycloaddition) for the enecarbamates Ia-c with 1O2 is given in Table I, which reveals that the E isomers react preferentially according to the ene mode, while the Z isomers undergo [2+2] cycloaddition. This diastereomer-dependent dichotomy in the reaction modes may be understood in terms of the orbital-directing effect imposed by the vinylic nitrogen functionality: In the orbital interaction (Scheme A) between the HOMO of the enecarbamate Ic and the LUMO of theincoming singlet oxygen the attack is steered onto the side that bears the nitrogen functionality due to the favorable bonding overlap. Since for the ene carbamates Z-I no allylic hydrogen atom is available for the attacking 1O2 on this side of the double bond, the [2+2] cycloaddition takes place preferably in a very high diastereoselectivity (> 95:5). In contrast, in the case of the E-I enecarbamates, the nitrogen functionality and the allylic methyl group are located on the same side of the double bond that is being attacked by 1O2; thus, the incoming singlet oxygen abstracts an allylic hydrogen atom from the methyl group and a high mode 2. Complete diastereofacial control (dr > 95:5) is achieved in the [2+2] cycloaddition of the enecarbamates Id-e with singlet oxygen, the smallest of all cyclophiles by the appropriate choice of the oxazolidinone configuration. Through conformational effects, the R1 substituent of the oxazolidinone ring is obliged to occupy one  face of the double bond. The preferred -facial attack is controlled exclusively through steric shielding by the R1 substituent, whose size is irrelevant as long as R1≠ H, a fact which illustrates the structural characteristics inherent in the enecarbamates. The presence of a stereogenic center in the allylic substituent of the encarbamate besides the one in the oxazolidinone ring plays no role in directing the singlet-oxygen approach, as is demonstrated by the experimental fact that the attack of singlet oxygen takes place from the same  face, irrespective of whether the (4R,3’S)-Ie or the (4R,3’R)-Ie substrate is employed. Thus, it is evident that (R)-configured R1 substituents induce the S configuration of the two new stereogenic centers in the resulting dioxetane. 3. With the oxazolidinone chiral auxiliary not only the diastereoselectivity of the [2+2] cycloaddition of singlet oxygen may be steered, but also that of the ene reaction, for which the double-bond configuration of the starting material plays a decisive role. In the case of the Z-1a-b isomers, the diastereoselectivity strongly depends on the size of the R1 substituent of the oxazolidinone moiety. Indeed, to obtain ene products, the attack of the singlet oxygen must occur on the side of the allylic methyl group. For the smaller methyl R1 substituent (Table I), the steric shielding is not as effective as for the larger phenyl group, which is sufficiently spacious to cover up one  face of the double bond. Consequently, the unlike ene product is obtained in high diastereoselectivity In the case of the E-1 substrates, the oxazolidinone rings on the same side of the double bond as the allylic methyl group; therefore, the more severe steric interactions of the R1 substituents of the E-1 substrates with singlet oxygen are responsible for the increased diastereoselectivity compared to the Z-1 diastereomers. 4. The epoxidation of the enecarbamates Ic, f shows also a high diastereoselectivity, although not as pronounced as in the photooxygenation. In this case not only the sense but also the extent of the diastereoselectivity is influenced by the R1 substituent in the oxazolidinone ring. To account for this fact the mechanism of the oxygen transfer in Figure A was proposed. When X=H, the steric interactions for the (1’Re,2’Re) and the (1’Si,2’Si) attacks are nearly the same and, consequently, the diastereoselectivity is low (60:40), but for X=CH3, the (1’Re,2’Re) attack is obstructed because the double bond is completely shielded and the diastereoselectivity increases substantially (93:7). Furthermore, the extent of the diastereofacial differentiation depends not only on the R1 size but also on the double-bond configuration: The epoxidation of the Z isomers is always more selective than of the E isomers, which is due to the better shielding of the double bond in the Z enecarbamates.
KW  - Typselektivität
KW  - Diastereoselektivität
KW  - Oxazolidinon
KW  - Encarbamat
KW  - Singulettsauerstoff
KW  - Mode Selectivity
KW  - Diastereoselectivity
KW  - Oxazolidinone
KW  - Enecarbamate
KW  - Singlet Oxygen
Y1  - 2003
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-5253
ER  - 
TY  - THES
A1  - Berger, Sarina Maria
T1  - Influence of Charge and Its Distribution on Biological Applications of Bis-Triarylboranes and Preliminary Investigations on H\(_2\)O\(_2\)-Cleavable Aryl Boronate Esters
T1  - Einfluss der Ladung und ihrer Verteilung auf biologische Anwendungen von bis-Triarylboranen und vorläufige Untersuchungen von mit H\(_2\)O\(_2\) spaltbaren Arlyborsäureestern
N2  - This dissertation describes the synthesis of an unsymmetrically-substituted triarylborane. This term describes a three-coordinate boron atom that is bound to three different aromatic systems, namely 2,6-dimethylphenyl, mesityl, and 4-(N,N-dimethylamino)-2,6-dimethylphenyl. It is also demonstrated that the amine functionality can be converted with methyl triflate into an ammonium moiety. The investigation of photophysical and electrochemical properties of this compound in comparison with the non-aminated and di-aminated analogues of the triarylborane is described besides other investigations of e. g. singlet oxygen sensitization, rotational barriers, and fundamental DFT calculations. Based on these investigations, selectively mono-, bis- and tris-dimethylamino- and trimethylammonium-substituted bis-triarylborane bithiophene chromophores were synthesized and their photophysical, and electrochemical properties were investigated together with the water solubility and singlet oxygen sensitizing efficiency of the cationic compounds Cat1+, Cat2+, Cat(i)2+, and Cat3+. Comparing these properties with the results obtained for the mono-triarylboranes reveals a large influence of the bridging unit on the investigated properties of the bis-triarylboranes. In addition, the interaction of the cationic bis-triarylboranes with different polynucleotides were investigated in buffered solutions as well as the ability of these selectively charged compounds to enter and localize within organelles of human lung carcinoma and normal lung cells. All these investigations demonstrate that the number of charges and their distribution influences the interactions and staining properties as well as most of the other properties investigated.
In addition, preliminary investigations on H2O2-cleavable boronate esters in the presence of stochiometric amounts of H2O2 are described for three different aryl boronate esters.
N2  - In dieser Doktorarbeit wird die Synthese eines unsymmetrisch subsitutierten Triarylborans beschrieben. Dieser Ausdruck beschreibt ein dreifach koordiniertes Boratom, das an drei unterschiedliche Aromaten, hier 2,6-Dimethylphenyl, Mesityl, and 4-(N,N-Dimethylamino)-2,6-dimethylphenyl, gebunden ist. Es wird gezeigt, dass die Aminofunktionalität durch Methyltriflat in eine Amminoeinheit überführt werden kann. Die Untersuchung der photophysikalischen und elektrochemischen Eigenschaften dieser Verbindung im Vergleich zu den nicht-aminierten und di-aminierten Analoga des Triarylborans ist beschrieben ebenso wie beispielsweise die Untersuchungen der Bildung von Singulet Sauerstoff, der Rotationsbarrieren und fundamentale DFT Berechnungen. Basierend auf diesen Untersuchungen wurden genau einfach, zweifach und dreifach Dimethylamino- und Trimethylammonium-substituierte Chromophore hergestellt und deren photophysikalische und elektrochemische Eigenschaften untersucht, zusammen mit der Wasserlöslichkeit und der Bildung von Singulet Sauerstoff der kationischen Verbindungen Cat1+, Cat2+, Cat(i)2+ und Cat3+. Der Vergleich dieser Eigenschaften mit den Ergebnissen der mono-Triarylborane zeigt den großen Einfluss der Brücke auf die untersuchten Eigenschaften der bis-Triarylborane. Zusätzlich wurden die Wechselwirkungen der kationischen bis-Triarlyborane mit unterschiedlichen Polynukeotiden in Pufferlösungen zusammen mit deren Fähigkeit in Lungenkrebs- und Lungenzellen zu gelangen und sich in bestimmten Organellen darin anzulagern. Diese Untersuchungen zeigen, dass die Anzahl und Verteilung der Ladungen nicht nur die Wechselwirkungen und intrazelluläre Lokalisation beeinflussen, sondern auch fast alle übrigen untersuchten Eigenschaften.
Zusätzlich sind erste Untersuchungen von drei H2O2-spaltbaren Borsäureestern in der Gegenwart von stöchiometrischen Mengen Wasserstoffperoxid gezeigt.
KW  - Triarylborane
KW  - Polynucleotide
KW  - Borsäureester
KW  - Wasserstoffperoxid
KW  - Singlet Oxygen
KW  - Luminescence
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-243147
ER  -