Marco Greb

• Diese Arbeit behandelt die Entwicklung von Methoden zur Synthese halogenierter O-Heterocyclen ausgehend von substituierten Bishomoallylalkoholen. Jene acyclischen Substrate können durch Reaktion mit elektrophilen Bromierungsreagenzien Cyclisierungsreaktionen zu O-Heterocyclen eingehen. Diese Strategie ist an die Chemie Vanadium-abhängiger Halogenidperoxidasen (VHPOs) angelehnt, die in der Lage sind, mit H2O2 als Primäroxidans, Halogenide oxidativ zu aktivieren. Dazu wurden sowohl Reaktionen Vanadium-abhängiger Bromidperoxidasen (VBPOs) als auchDiese Arbeit behandelt die Entwicklung von Methoden zur Synthese halogenierter O-Heterocyclen ausgehend von substituierten Bishomoallylalkoholen. Jene acyclischen Substrate können durch Reaktion mit elektrophilen Bromierungsreagenzien Cyclisierungsreaktionen zu O-Heterocyclen eingehen. Diese Strategie ist an die Chemie Vanadium-abhängiger Halogenidperoxidasen (VHPOs) angelehnt, die in der Lage sind, mit H2O2 als Primäroxidans, Halogenide oxidativ zu aktivieren. Dazu wurden sowohl Reaktionen Vanadium-abhängiger 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 für 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 zunächst eine Bildung von HOBr. Letzteres dient als elektrophiles Bromintermediat, um Bishomoallylalkohole bevorzugt in Halohydrine umzuwandeln. Durchgeführte methodischen Arbeiten zur oxidativen und radikalischen Halogenierung fanden schließlich Anwendung als Schlüsselschritte in Totalsynthesen von Aplysiapyranoid A, einem hexasubstituierten, dreifachhalogenierten Tetrahydropyran-abgeleiteten Naturstoff aus Aplysia kurodai, sowie dessen 5-Epimer.…
• The objective of the present study was associated with a development of methods for preparing halogenated cyclic ethers starting from bishomoallylic alcohols. These substrates can undergo cyclization reactions upon treatment with electrophilic brominating reagents. Emphasis has been laid on the generation of such electrophilic brominating reagents under biomimetic conditions. The strategy employed is based on the chemistry of vanadium dependent haloperoxidases (VHPOs) that are able to catalyze the oxidation of chloride and bromide using H2O2 asThe objective of the present study was associated with a development of methods for preparing halogenated cyclic ethers starting from bishomoallylic alcohols. These substrates can undergo cyclization reactions upon treatment with electrophilic brominating reagents. Emphasis has been laid on the generation of such electrophilic brominating reagents under biomimetic conditions. The strategy employed is based on the chemistry of vanadium dependent haloperoxidases (VHPOs) that are able to catalyze the oxidation of chloride and bromide using H2O2 as primary oxidant. Therefore reactions of vanadium dependent bromoperoxidases (VBPOs) were investigated in the present study as well as transformations using functional models thereof. New (schiffbase)vanadium(V) complexes were synthesized, characterized (51V NMR, IR, UV/Vis) and investigated with regard to their suitability as oxidation catalysts. Results from mechanistic studies have indicated that (schiffbase)vanadium(V) complexes react with tert-butyl hydroperoxide (TBHP) to furnish peroxy complexes (ESI-MS, 51V NMR). The latter reagents serve as oxidants in order to convert bromide (from pyHBr) in situ into Br2. Likewise generated Br2 can subsequently be used in order to transform bishomoallylic alcohols into cyclic ethers. The results from studies related to functional models in non-aqueous media were subsequently compared to data from enzyme-catalyzed reactions. By comparing enzymatic reactions with model reactions (in aqueous and non-aqueous media) it became evident that in aqueous media a formation of HOBr is likely to dominate the initial process. The latter then may serve as an electrophilic brominating reagent in order to convert bishomoallylic alcohols predominantly into halohydrins. The established methods for selective halogenation under polar (i.e. oxidative) or neutral (i.e. radical-type) conditions were subsequently applied as key steps in a total synthesis of aplysiapyranoid A, a hexasubstituted threefold halogenated tetrahydropyran-derived natural product obtained from Aplysia kurodai as well as its 5-epimer.…