Oxidativ Karbenkatalys. En ny strategi mot en hållbar syntetisk kemi

Forskningsprojekt, 2013 – 2016

Vetenskapen har länge haft naturen som förebild i skapandet av nya syntesmetoder och enzymatiska processer har ofta legat i grunden för stora forskningsframsteg. Tiamin eller vitamin B1 är ett koenzym involverat i flertalet katalytiska cellulära processer bl.a. nerbrytningen av socker och aminosyror. Syftet med detta forskningsförslag är att upptäcka nya katalytiska reaktioner som baseras på att imitera tiamin och att oxidera en reaktionsintermediär i dess katalytiska cykel för att skapa nya reaktioner i organisk kemi. Vi förutspår att detta tillvägagångssätt kommer att ge upphov ett stort antal nya reaktioner och att dessa enzyminspirerade oxidativa reaktioner som sker i en enda syntetisk manipulering kommer att ersätta dagens, ofta mycket arbetskrävande, flerstegsreaktioner. Oxidativ katalys kommer att vara användbart för syntes av bl.a. amider, peptider, estrar och ketoner från alkoholer och aldehyder under milda reaktionsbetingelser. För att undvika dagens problem med stora mänger kemiskt avfall förestår vi att designa ett katalytiskt system som möjliggör att den slutgiltiga oxidanten utgörs av syrgas eller luft med endast vatten som biprodukt. Dessutom kan vi i preliminära experiment visa att metoden fungerar och att syrgas kan användas som slutgiltig oxidant. I ljuset av att kunna ersätta befintliga flerstegreaktioner som dagligen ger upphov till mängder av kemiskt avfall är vi övertygade om att oxidativ enzyminspirerad katalys kommer att ha en stor genomslagskraft.