Innovative Konzepte in der naturwissenschaftlichen Grundlagenforschung stellen einen Schlüssel zur Lösung der heutigen gesellschaftlichen, ökonomischen und ökologischen Herausforderungen dar. Der Katalyse kommt in diesem Zusammenhang eine entscheidende Rolle zu und Durchbrüche in der Katalyseforschung werden einen notwendigen Paradigmenwechsel mit sich bringen. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung von umweltfreundlichen Prozessen mit erhöhter Effizienz, reduzierten Abfallprodukten und Entsorgungskosten und der verringerten Verwendung von knappen Ressourcen.    

Eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts ist die selektive Funktionalisierung von weitverbreiteten aber unreaktiven C-H-Bindungen, denn die Entwicklung solcher Transformationen erlaubt die nachhaltige Bildung von neuen Kohlenstoff-Kohlenstoff oder Kohlenstoff-Heteroatom-Bindungen, welche den Aufbau nahezu aller komplexen Moleküle zulässt.      

Das Ziel dieses Promotionsvorhabens ist die Entwicklung neuer ressourcenschonender Prozesse für die direkte C-H-Funktionalisierung mittels eines neu konzipierten kombinierten Katalyseverfahrens unter Zuhilfenahme des sichtbaren Lichts (Sonnenlicht) als Energiequelle.

Die Ausbildung der Kohlenstoff-Kohlenstoff- und Kohlenstoff-Heteroatom-Bindung erfolgt unter doppelter C-H-Aktivierung und resultiert in einer dehydrierenden katalytischen Kreuzkupplung. Dadurch wird eine Präfunktionalisierung der Substrate umgangen und anstelle der sonst erhaltenen, häufig toxischen Nebenprodukte wird nur Wasserstoff gebildet. Die gewünschte Regio-, Chemo- und Stereoselektivität kann durch die Wahl geeigneter Metall- (M) und Photoredoxkatalysatoren (PK) erzielt werden.