C-H and C-C Activation by Cobalt and Ruthenium Catalysis

by Marc Philipp Moselage
Doctoral thesis
Date of Examination:2017-11-15
Date of issue:2017-12-18
Advisor:Prof. Dr. Lutz Ackermann
Referee:Prof. Dr. Lutz Ackermann
Referee:Prof. Dr. Franc Meyer
Referee:Prof. Dr. Dietmar Stalke
Referee:Prof. Dr. Manuel Alcarazo
Referee:Dr. Shoubhik Das
Referee:Dr. Franziska Thomas
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-6645

 

 

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Abstract

English

The thesis contents methods for the selective activation and functionalization of C–H and C–C bonds, among the most abundant bonds in organic molecules. In particular, earth-abundant and cost-effective cobalt complexes were utilized for C–H activation reactions, namely C¬–H alkenylation with alkenyl esters and C–H allylation with allyl esters. Furthermore, the concept of cobalt-catalyzed C–H activation could be applied in the synthesis of indoles, as an important class of heterocycles. Apart from C–H activation, a methodology of the functionalization of C–C bonds was discovered using ruthenium catalysis. In this project, a C–C arylation in a decarboxylative and decarbamoylative fashion was accomplished. This was extended to a decarboxylative alkylation by C–C and C–C/C–H bond cleavage.
Keywords: C-H Activation; C-C Activation; Cobalt; Ruthenium; Alkenylation; Allylation; Indole Synthesis; Arylation; meta-selectivity

German

Die vorgelegte Dissertation beinhaltet Methoden für die selektive Aktivierung und Funktionalisierung von C–H und C–C Bindungen, welche zu den häufigsten Atombindungen in der organischen Materie zählen. Für die Aktivierung von C–H Bindungen fanden Komplexes basierend auf kostengünstigen Kobalt Anwendung, die in C–H Alkenylierung mit Alkenyl-Estern und C–H Allylierung mit Allyl-Estern erfolgreich eingesetzt werden konnten. Ebenso gelang die Synthese von Indolen, einer wichtigen Klasse von Heterozyklen, durch eine Kobalt-katalysierte C–H Funktionalisierung. Ferner beschäftigte sich die Arbeit auch mit der Aktivierung von C–C Bindungen durch Ruthenium-Katalyse. In diesem Projekt gelang eine Arylierung durch C–C Bindungsspaltung in einer decarboxylierenden und decarbamoylierenden Reaktion. Dieses Konzept konnte auf eine Alkylierung ausgeweitet werden, die durch C–C und C–C/C–H Bindungsspaltung erreicht wurde.
 
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