Der Arbeitskreis Reggelin

Willkommen in der Arbeitsgruppe Reggelin

Helikale Objekte sind ubiquitäre chirale Objekte, die auf Längenskalen im Subnanometer-Bereich bis hin zu tausenden von Lichtjahren existieren. Abgesehen von natürlichen helikalen Strukturen wie Nukleinsäuren und Proteinen existieren eine Reihe von synthetischen Polymeren mit faszinierenden Eigenschaften: bekannte und noch zu entdeckende!

Helikal-chirale Polymere als Enantiomeren differenzierende Orientierungsmedien

Mit dem Aufkommen anisotroper NMR-Parameter wie den residualen dipolaren Kopplungen (RDCs) in der NMR-basierten Strukturermittlung entstand ein Bedarf an Medien, die die isotrope Bewegung von Molekülen einschränken können. Zu diesem Zweck entwickeln wir (und andere) seit einigen Jahren lyotrop flüssigkristalline Phasen von Polyacetylenen und Polyisonitrilen. Bedingt durch die Tatsache, dass die Wiederholungseinheiten dieser Polymere chirale, nicht-racemische Aminosäurederivate enthalten sind sie selbst helikal-chiral und damit in der Lage chirale Analyten Enantiomeren differenzierend zu orientieren. Das ultimative Ziel unserer Forschung auf diesem Gebiet ist die Bestimmung absoluter Konfigurationen gelöster Moleküle auf der Grundlage dieses „differential order effects“. Diese Arbeiten bildeten ein Projekt der DFG-Forschergruppe FOR 934 und wurden im Rahmen internationaler Kooperationen weitergeführt (Deutsch-Chinesisches Zentrum: GZ 1289 und DFG-CAPES mit Brasilien). Darüber hinaus haben wir unsere synthetischen und NMR-spektroskopischen Arbeiten durch ein neues Computerprogramm erweitert (ConArch+). Dieses erlaubt die rasche Bestimmung von Relativkonfigurationen durch Distanzgeometrierechnungen unter Verwendung aller Typen von NMR-Daten einschließlich anisotroper Parameter.

Helikal-chirale Polymere als Katalysatoren

In diesem Projekt verfolgen wir die Idee Polymer bezogene Prozessvorteile (leichte Abtrennung von Polymer und Produkt, Wiederverwendbarkeit, Reaktionen in Membranreaktoren) mit chemischer Funktion zu verbinden. Dabei ist mit letzterem nicht nur die Katalyse einer chemischen Reaktion im Allgemeinen gemeint, sondern auch die Kontrolle über neu geschaffene stereogene Elemente als Folge der uniformen Helizität des Polymers. Anfänglich arbeiteten wir mit Polymethacrylaten und Polyisocyanaten. Später kamen die Polychinoxaline hinzu und heute stehen die Polyacetylene und Polyisonitrile im Zentrum unserer Arbeit.

Organic Light Emitting Diodes (OLEDs)

Seit einigen Jahren befindet sich der Displaymarkt im Wandel. Die immer noch dominierenden LCD-Displays werden in zunehmendem Maße durch Organische Licht emittierende Dioden (Organic Light emitting diodes, OLEDs) ersetzt. Verglichen mit LCDs weisen OLEDs eine Reihe von attraktiven Eigenschaften auf. Sie können großflächig und extrem dünn produziert werden, sie sind hochgradig flexibel und verbrauchen sehr wenig Energie im Betrieb. Hochleistungs-OLEDs sind Multi-Lagen-Bauteile, die in der Regel durch Vakuum Sublimationsverfahren zusammengesetzt werden, was eine Reihe von (insbesondere wirtschaftlichen) Nachteilen mit sich bringt, die durch Fabrikation aus Lösung überwunden werden könnten. Abgesehen von der Verwendung orthogonaler Lösungsmittel, könnte dies durch Quervernetzung der n-ten Schicht vor dem Auftragen der nächsten Schicht gelingen. In Zusammenarbeit mit Prof. Meerholz (Universität Köln) arbeiten wir an quervernetzbaren Molekülen für alle, zum Betrieb einer OLED benötigten, Schichten (Lochtransport-, Elektronentransport- und Emitterschicht).

Sulfoximin Chemie

Chirale, enantiomerenreine Sulfoximine sind wertvolle Bausteine für die asymmetrische Synthese. Auf der Grundlage von 2-Alkenylsulfoximinen haben wir Lösungen für asymmetrische d3-Synthone entwickelt, was letztlich zu einer leistungsfähigen Strategie zur Synthese von hochsubstituierten Azaheterocyclischen Verbindungen geführt hat. Neben diesen Anwendungen als chirale Auxiliare, haben wir chirale Katalysatoren unter Verwendung von Mono- und Bissulfoximinen als Liganden für späte Übergangsmetalle, für Kupfer und in neuerer Zeit auch für Yttrium entwickelt. Letzteres ermöglicht eine effiziente asymmetrische Hydroaminierung von Olefinen.

NMR Spectroscopic Investigation of the Pd-Complex-Catalyzed Allylic Substitution:

J. Sprinz, M. Kiefer, G. Helmchen, G. Huttner, O. Walter, L. Zsolnai, M. Reggelin, Tetrahedron Lett. 1994, 35, 1523-1526; DOI: 10.1016/S0040-4039(00)76748-7.

H. Steinhagen, M. Reggelin, G. Helmchen, Angew. Chem. Int. Ed. 1997, 36, 2108-2110; DOI: 10.1002/anie.199721081

B. Reif, H. Steinhagen, B. Junker, M. Reggelin, C. Griesinger, Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 1903-1906; DOI: 10.1002/(SICI)1521-3773(19980803)37:13/14<1903::AID-ANIE1903>3.0.CO;2-Y

C. Griesinger, J. Junker, B. Reif, H. Steinhagen, B. Junker, I. C. Felli, M. Reggelin, Chem. Eur. J. 2000, 6, 3281-3286; DOI: 10.1002/1521-3765(20000901)6:17<3281::AID-CHEM3281>3.0.CO;2-I

M. Kollmar, B. Goldfuss, M. Reggelin, F. Rominger, G. Helmchen, Chem.-Eur. J. 2001, 7, 4913-4927; DOI: 10.1002/1521-3765(20011119)7:22<4913::AID-CHEM4913>3.0.CO;2-7

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Polyketide Libraries:

M. Reggelin, V. Brenig, „Towards polyketide libraries: iterative, asymmetric aldol reactions on a solid support“, Tetrahedron Lett. 1996, 37, 6851-6852; DOI: 10.1016/0040-4039(96)01527-4

M. Reggelin, V. Brenig, R. Welcker, „Towards polyketide libraries – II: Synthesis of chiral aracemic di- and triketides on a solid support“, Tetrahedron Lett. 1998, 39, 4801-4804; DOI: 10.1016/S0040-4039(98)00924-1

M. Reggelin, V. Brenig, C. Zur, „Asymmetric Aldol Reactions on a Soluble Polymeric Support“, Org. Lett. 2000, 2, 531-533; DOI: 10.1021/ol991383c