Zweifache Veröffentlichung in renommierten Journals
Professor Daniele Leonori, Inhaber des RWTH-Lehrstuhls für Organische Chemie III, veröffentlichte mit seiner Forschungsgruppe zwei Artikel in den renommierten Fachzeitschriften „Science“ und „Nature“.
In Nature veröffentlichte eine Forschungsgruppe um Professor Leonori den Artikel „Photoexcited nitroarenes for the oxidative cleavage of alkenes“ zur oxidativen Spaltung von Alkenen, einem integralen Prozess, der Ausgangsmaterialien in hochwertige synthetische Zwischenprodukte umwandelt. Die praktikabelste Methode, um dies in einem chemischen Schritt zu erreichen, ist die Verwendung von Ozon, was jedoch aufgrund der Explosivität der Ozonolyseprodukte sicherheitstechnische Herausforderungen mit sich bringt. Die Forschungsgruppe berichtet über einen alternativen Ansatz zur oxidativen Spaltung von Alkenen unter Verwendung von Nitroarenen und Bestrahlung mit violettem Licht. So zeigen sie, dass photoangeregte Nitroarene wirksame Ozonsurrogate sind. Die resultierenden "N-dotierten" Ozonide sind sicher in der Handhabung und führen unter milden hydrolytischen Bedingungen zu den entsprechenden Carbonylprodukten. Diese Eigenschaften ermöglichen die kontrollierte Spaltung aller Arten von Alkenen in Gegenwart eines breiten Spektrums häufig verwendeter organischer Funktionalitäten.
In Science veröffentlichten die Forschenden um Professor Leonori den Artikel „Halogen-atom and group transfer reactivity enabled by hydrogen tunneling“. Ein Großteil der organischen Chemie dreht sich um die Bindung von Kohlenstoff an andere Atome als Wasserstoff. Gelegentlich ist es jedoch auch notwendig, eine Kohlenstoff-Wasserstoff-Bindung wiederherzustellen. Die Erzeugung von Kohlenstoffradikalen durch Halogenatom- und Gruppentransferreaktionen erfolgt in der Regel mit Zinn- und Siliziumreagenzien, die das Zusammenspiel von thermodynamischen und kinetischen Effekten maximieren. Die Forscherinnen und Forscher berichten nun über einen Reaktivitätsmodus, der durch quantenmechanisches Tunneln ermöglicht wird. Experimentelle und computergestützte Studien enthüllten einen nicht-kanonischen Weg, bei dem ein Cyclohexadienyl-Radikal durch die Reaktivität eines effektiven H-Atoms eine konzertierte Aromatisierung und Halogenatom- oder Gruppenabstraktion erfährt. Dieser Aktivierungsmechanismus scheint thermodynamisch und kinetisch ungünstig zu sein, wird aber durch Quanten-Tunneling ermöglicht.