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Natalie Margraf

• Die Sulfonyl-Gruppe (-SO2-) ist ein weit verbreitetes Strukturmotiv in der organischen Chemie und Bestandteil vieler biologisch aktiver Moleküle, insbesondere Arzneistoffen. Zwei der am häufigsten auftretenden Gruppen sind Sulfone und Sulfonamide, die in über 100 zugelassenen Medikamenten und 10% der meistverkauften Medikamente sind. Insofern kommt der Entwicklung neuer Synthesemethoden eine große Bedeutung zu. Dabei stehen besonders einfache, wirtschaftliche und zeitsparende Vorgehensweisen im Vordergrund, die eine große Bandbreite an neuen Substanzen generieren können. Ein Ansatz hierfür sind Multikomponenten- oder Eintopfreaktionen. Aufgrund der Wichtigkeit dieser zwei Strukturklassen, sollen im Rahmen der hier vorliegenden Doktorarbeit neue Syntheserouten für Sulfone und Sulfonamide entwickelt werden. Besonderes Augenmerk wird auf die die Einführung der SO2-Einheit während der Reaktionsführung gelegt. Im Vergleich zu bereits existierenden Verfahren ist dies ein enormer Fortschritt, da die Mehrheit der bekannten Routen auf Schwefel- oder Schwefeldioxid-haltige Startmaterialien zurückgreift. In der vorliegenden Arbeit gelang es, einen synthetischen Zugang zu Arylsulfonen basierend auf von Natrium-, Lithium-, Magnesium- und Zinksulfinaten zu finden. Diese Reaktion besitzt eine sehr große Anwendungsbandbreite und setzt sowohl Aryl- als auch Alkylsulfinate effizient um. Außerdem weisen Reaktionen mit unsymmetrischen Diaryliodoniumsalzen hohe Chemoselektivitäten auf. Auf der Grundlage auf der Reaktion zwischen Natriumsulfinaten und Iodoniumsalzen wurde eine simple Route zur Synthese von Diarylsulfonen abgeleitet, jedoch war hierbei die Sulfonylgruppe noch Bestandteil eines der Edukte. Um die SO2-Einheit während der Reaktion einführen zu können, wurde ein praktisches Eintopf-Protokoll entwickelt, welches die direkte Umsetzung von (hetero)aromatischen und alkylischen Halogeniden zu Arylsulfonen gestattet. Diese innovative Methode besteht aus folgenden vier Schritten: (1) Generierung des Organometallreagenzes via Halogen-Metall-Austausch, direkte Metallinsertion oder Deprotonierung; (2) Reaktion des Organometallreagenzes mit SO2 zum Sulfinat; (3) Entfernen des SO2-Überschusses und flüchtiger Komponenten und (4) Umsetzung des nicht aufgereinigten Sulfinates mit einem Iodoniumsalz. Desweiteren wird in dieser Arbeit ein neuartiger Übergangsmetall-katalysierter Ansatz zur Darstellung von Diarylsulfonen ausgehend von Arylhalogeniden und Sulfinaten diskutiert. Erste Experimente deuten auf Nickel-Katalysatoren als gute Wahl für die Reaktion. Optimierungsreaktionen zeigten eine starke Abhängigkeit der Ausbeute in Hinsicht auf die Bisswinkel der an das zentrale Nickelatom koordinierten Liganden. Da die bis dato besten Ergebnisse mit dem Komplex [o-tol-Ni(PPh2Me)2Cl] erzielt wurden, wird der [o-tol-Ni(PMe3)2Cl]-Komplex momentan in unserem Labor weiteren Studien unterzogen. Bislang ist davon auszugehen, dass dieser Katalysator hervorragende Ergebnisse liefert und zu einer allgemein gültigen Methode führt. In weiteren Kapiteln wird die Anwendbarkeit von SO2-Surrogaten, Metabisulfiten „S2O52-„ oder DABSO; untersucht; mit dem Ziel eine Eintopf- oder Multikomponentenreaktion zu entwickeln. Zum einen wird die Entwicklung einer Ein-Topf-Reaktion von Alkylhalogeniden mit Metabisulfiten und Organozinkreagenzien zur Darstellung von Alkylarylsulfonen vorgestellt. Darüber hinaus wird eine Übergangsmetall-katalysierte Multikomponenten Reaktion zur Synthese von Sulfonsäureamiden vorgestellt. Eine Reaktion zwischen Aminen, Arylhalogeniden und DABSO als SO2-Quelle wurde in Form einer Palladium-katalysierten Aminosulfonylierung entwickelt.