Ziele und Kurzfassung des Forschungsvorhabens:Das Projekt befasst sich mit der Entwicklung neuer sequentiell katalytischer Reaktionen. Ziel dieses neuen Konzeptes ist es, zwei nicht verwandte chemische Reaktionen unter Verwendung nur eines Katalysatormetalls zu vermitteln. In der Literatur sind bislang nur wenige Beispiele für derartige Katalyse-Sequenzen bekannt. Die Vorteile dieser Katalyse-Sequenzen sind zum einen die große Katalysatoreffiziens zum anderen das enorme Spektrum an potentiellen Reaktionen. Prinzipiell ist eine derartige sequentielle Katalyse mit einer Vielzahl an Metallen denkbar. Das hier vorgestellte Projekt konzentriert sich auf Ruthenium-Katalysatoren. Zunächst werden Ruthenium-vermittelte C-C-Knüpfungsreaktionen durchgeführt, ehe der gleiche Ruthenium-Katalysator für eine zweite mechanistisch nicht verwandte Reaktion verwendet wird. Als zweiter Reaktionsschritt sollen Isomerisierungen, Reduktionen sowie Oxidationen untersucht werden. Basierend auf Ergebnissen von zunächst durchgeführten Vorstudien ist es bereits gelungen eine neue Katalysesequenz bestehend aus einer C-C-Knüpfungsreaktion gefolgt von einer oxidativen Cyclisierung zu entwickeln, wobei bevorzugt atomökonomische und umweltfreundliche Methoden zum Einsatz kommen. Langfristig ist außerdem das Katalysator-Recycling vorgesehen, wozu beispielsweise polymergebundene ?Ru-Fänger? eingesetzt werden sollen.In einem zweiten, anwendungsorientierten Teilprojekt ist geplant, die neuen sequentiellen Katalysen zur Synthese von Acetogenin-Analoga einzusetzen. Acetogenine sind eine strukturell vielfältige Familie von Naturstoffen, die ein bemerkenswertes Spektrum an biologischen Effekten aufweisen. Dazu gehören eine hohe Antitumor-, Antimalaria-, immunsuppresive und pestizidale Wirkung. Die meisten dieser Effekte werden auf eine Interaktion mit dem mitochondrialen Komplex I der Atmungskette zurückgeführt. Der molekulare Mechanismus dieser Interaktion ist bislang allerdings wenig verstanden. Auf Grundlage einer kurzen und effizienten Synthese von Acetogenin-Analoga und deren biologischer Evaluierung wird erhofft, neue Erkenntnisse zum Wirkmechanismus dieser wichtigen Naturstoffklasse zu gewinnen. Die Analoga sollten ausgehend von kommerziell erhältlichen Startmaterialien in kurzen Synthesen zugänglich sein. Den Schlüssel für diese hohe Effizienz bilden neue sequentielle Katalysen, die potentiell den schnellen Aufbau komplexer Strukturen ermöglichen.