Synthese von funktionalisierten 2,2‘-Bipyridinen und Cavitanden und ihre Verwendung in der Supramolekularen Chemie

Abstract

Ziel dieser Arbeit war die Synthese von funktionalisierten 2,2‘-Bipyridinen und funktionalisierten Cavitanden und das exemplarische Aufzeigen von Möglichkeiten zur Verwendung dieser Bausteine in der Supramolekularen Chemie. <br /> Dabei konnte gezeigt werden, dass sich das in unserer Arbeitsgruppe entwickelte Konzept einer Negishi-Kreuzkupplung zur Synthese von 5,5’-unsymmetrisch substituierten 2,2‘-Bipyridinen auch auf beliebige Substitutionsmuster mit den 4- und 6-Positionen übertragen lässt. Desweiteren konnten an den dargestellten Bipyridinen ausgewählte Folgereaktionen durchgeführt werden, die sie mit den eingeführten Substituenten zu interessanten Bausteinen mit vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten in der Supramolekularen Chemie machen. Gerade die Verwendung von Pyrrolschutzgruppen und Triazenen erwiesen sich dabei als geeignet, die sehr interessante Aminofunktion in der Bipyridinchemie noch flexibler für Folgereaktionen einzusetzen, da die geschützten Aminofunktionen selektiv weiter umgesetzt werden können. <br /> Auf dem Gebiet der Funktionalisierung von Cavitanden wurde eine Synthesestrategie entwickelt, die die Darstellung verschiedener mono- und tetrafunktionalisierter Resorcin[4]arene ermöglicht. Hierfür wird zunächst der unfunktionalisierte Cavitand aufgebaut und im letzen Schritt die benötigte Funktionalisierung eingeführt. Diese Synthesestrategie wurde an interessanten Beispielen erprobt. Die dargestellten Cavitanden sind nun nicht nur für den Aufbau von Carceranden und Hemicarceranden geeignet, sondern es konnte auch gezeigt werden, dass sich die tetrafunktionlisierten Cavitanden auch als Anionenrezeptor in der Gasphase verwenden lassen. <br /> Die Vielseitigkeit der dargestellten Bausteine für die Anwendung in der Supramolekularen Chemie wurde ferner exemplarisch am Beispiel eines negativ allosterischen Hemicarceranden demonstriert. Dieser wurde aus 4,6‘-Dicarboxy-2,2‘-bipyridin als allosterischem Schalter und zwei Monohydroxyresorcin[4]arenen als Erkennungseinheiten für kleine unpolare Substrate hergestellt. In nachfolgenden Wirt-Gast-Bindungsstudien konnte dann das negativ allsoterische Bindungsverhalten erfolgreich nachgewiesen werden.