Chemie der Aminoxide

Description: Tertiäre N-Methylamin-N-oxide sind wichtige Zwischen- und Endprodukte in der organischen Synthese, werden aber ebenso großtechnisch angewandt, so z.B. als Lösungsmittel für Cellulose (Lyocellfasern), als Tenside und als Additive für Kosmetika. Mit der Entdeckung zweier grundlegend neuer Reaktionen tertiärer Aminoxide, der deoxygenierenden Demethylierung und der Deoxygenierung mit Sauerstofftransfer, wurde der Weg in ein gänzlich neues Gebiet der Aminoxidchemie geöffnet. Zentraler Inhalt des vorgeschlagenen Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung allgemeiner Synthesevorschriften, die auf diesen zwei Reaktionstypen basieren, sowie deren Anwendung auf die Lösung konkreter synthesechemischer Probleme aus dem Alkaloid- und Vitamin E-Gebiet. Dies setzt ein eingehendes Studium der zugrundeliegenden Reaktionsmechanismen voraus, die mit Hilfe kapillarelektrophoretischer Analysemethoden (CE) erarbeitet werden sollen. Austausch von N-Methylgruppen in Alkaloiden gegen andere Substituenten erhöht die Effektivität vieler dieser Wirkstoffe um ein Vielfaches. Der Abspaltungsschritt ist mit bisherigen Mitteln jedoch extrem schwierig, hier soll das neue Verfahren der deoxygenierenden Demethylierung Abhilfe schaffen. Dies soll unter anderem am Beispiel des Galanthamins, eines potentiellen Alzheimer-Mittels, demonstriert werden. Die Deoxygenierung mit Sauerstofftransfer erlaubt es, aus Aminoxiden andere, sehr selektiv wirkende Oxidationsmittel, sogenannte sekundäre Oxidantien, deren Synthese bisher nicht möglich war, unter sehr milden Bedingungen herzustellen. Diese Möglichkeit wird zur Synthese von Tocopherol-(Vitamin E)-derivaten genutzt, die bisher für biologische Untersuchungen nur in unzureichender Menge zur Verfügung standen. Mit Hilfe dieser Substanzen sollte es möglich sein, den Bildungsweg sekundärer Vitamin E-Stoffwechselprodukte aufzuklären. Weiterhin kann erstmalig die Wechselwirkung zwischen Peroxynitrit, einem wichtigen intracellulären Faktor bei chronischen Entzündungen und immunchemischen Reaktionen, und den fettlöslichen Vitamin E-Verbindungen in nichtwäßrigem Medium untersucht werden.

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Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Alkaloid ? Amin ? Nichtionisches Tensid ? Zellulose ? Leguminosen ? Lösungsmittel ? Nebenwirkung ? Oxidationsmittel ? Vitamin ? Zusatzstoff ? Tensid ? Chemie ? Organische Säure ? Organische Verbindung ? Forschungsprojekt ? Analyseverfahren ? Aufschlussverfahren ? Kosmetisches Mittel ? Studie ? Wirkstoff ? Zielgruppe ? Säure ? Verwitterung ? Biologische Untersuchung ? Abbau ? Arbeit ? Faser ? Forschungseinrichtung ? Gebiet ? WICHTIG ? ANWENDUNGSGEBIET ? MECHANISMEN ? METHODIK ? Muskelarbeit ? NEU ? PFAD ? PROBLEMLOESUNG ? PROJEKT ? Reaktionsmechanismus ? SELEKTIV ? Stoffwechselprodukt ? Synthese ? TERTIAER ERDZEITALTER ? VERRINGERUNG ? VERSCHIEBUNG ? Versuchsperson ? Verwertung ? ANGEWANDT ? Art [Spezies] ? BETRACHTUNG ? ERGEBNIS ? EXTREM ? FREI ? GEBRAUCHT ?

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Fonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung (Geldgeber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)
• Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Chemie (Betreiber*in)

Time ranges: 2001-05-01 - 2004-05-01

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Chemistry of Aminoxides
  Description: Amine oxides are multi-faceted compounds with numerous applications in synthetic organic chemistry. They serve as valuable targets or intermediates in multi-step syntheses, as protecting groups for aromatic amines, and as oxidants in transition metal catalyzed conversions. Apart from these laboratory applications, they are used on a large scale in industrial processes, as solvents for cellulose in derivatization-free fiber-making processes, and as non-ionic surfactants in detergents. Recent observations of novel reactions of amine oxides, such as autocatalytic decomposition processes and inducible degradations of amine oxides, have opened up a whole new area in amine oxide chemistry which will be exploited in this proposed project with regard to applications in synthesis and mechanistic insights. The novel procedures to be investigated are deoxygenative demethylations of N-methyl amine oxides and deoxygenations with oxygen transfer. Mechanism and kinetics of the two underlying pathways will be comprehensively studied. Deoxygenative demethylation of tertiary N-methyl amine oxides produces the corresponding secondary amines. This process will be developed into an effective and selective N-demethylation procedure and applied in alkaloid chemistry. The deoxygenation with oxygen transfer does not only effect a simple reduction of the amine oxides, but can be used to generate secondary oxidants in situ that are otherwise difficult to produce, such as hypochlorous acid and peroxynitrous acid in organic media. The former reagent will be employed for an efficient high-yield synthesis of important novel vitamin E derivatives, such as 5-formyl-g-tocopherol, 4-oxo-a-tocopherol, 4-hydroxy-a-tocopherol and the Simon II metabolite of vitamin E. The latter oxidant will allow for the first time to study the reaction between peroxynitrous acid and tocopherols in the absence of interfering reactions with reactive nitrogen oxide species that are typical of aqueous media.The outcome of the project is expected to considerably expand the knowledge on amine oxides and their reaction mechanisms. Direct results of the work will be an improved methodology based on the amine oxide reactions investigated, as well as novel synthetic procedures and their application in vitamin E chemistry. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1053355

Status

Aktiv

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