Preisträger Daniel Kaiser


Karl Schlögl-Preis 2020


Daniel Kaiser wird für seine Dissertation I. Vinyl Cations in Sulfoxide-Mediated Arylations. II. Electrophilic Amide Activation for the α-Functionalisation of Carbonyls ausgezeichnet.

Die Kernaufgabe der organischen Synthese ist die Herstellung von kohlenstoffbasierten Molekülen. Die so produzierten Stoffe finden vielfältige Anwendung, beispielsweise als Pharmazeutika in der Medizin, als Geruchsstoffe in der Kosmetik- und Parfumindustrie, und auch in der Herstellung von Kunststoffen.
In seiner Dissertation befasst sich Daniel Kaiser mit hochenergetischen, reaktiven Intermediaten die für die Ausbildung neuer Kohlenstoff-Kohlenstoff und Kohlenstoff-Heteroatom (Heteroatome: alle Atome, außer Kohlenstoff und Wasserstoff) Bindungen eingesetzt werden konnten. In den zwei Teilen seiner Arbeit werden Reaktionen zweier Intermediate, der sogenannten Vinylkationen und Keteniminiumionen, beschrieben. Obwohl diese reaktiven Zwischenstufen strukturell verwandt sind, lassen sie sich jedoch auf völlig unterschiedliche Ausgangsmaterialien zurückführen: während Vinylkationen durch die Protonierung von Alkinen hergestellt werden, erfolgt die Bildung von Keteniminiumionen durch die selektive Aktivierung von Amiden.
Diese Selektivität stellt in einer jeden Synthese eine besondere Herausforderung dar. Bearbeitet man ein Molekül das viele sogenannte funktionelle Gruppen hat, also Molekülteile welche Reaktionen eingehen können, so besteht die Kunst darin, Reaktionen zu entwickeln und anzuwenden, die ausschließlich an der gewünschten funktionellen Gruppe Veränderungen hervorrufen und den Rest des Moleküls unbeeinflusst lassen.
Im Fall von Amiden, ist ein Ansatz um die Reaktion mit reaktiveren Gruppen zu verhindern, sich die speziellen Eigenschaften der zu transformierenden Gruppen zu Nutze zu machen. Während Amide einerseits für Reaktionen mit einer Reagenzklasse (Nukleophile) eher unempfänglich sind, reagieren sie mit einer anderen Stoffklasse (Elektrophile) umso schneller. Die Wahl eines geeigneten Reaktionsmittels ermöglicht so die Bildung hochenergetischer Keteniminium-Zwischenprodukte. Durch die Kombination dieser Intermediate mit zusätzlichen Reagenzien welche zu einer Umpolung des benachbarten Kohlenstoffs führen, konnten Daniel Kaiser und seine Kollegen der von Prof. Nuno Maulide geleiteten Forschungsgruppe erstmals mit hoher Selektivität Amidgerüste in der α Position funktionalisieren und so eine Reihe neuartiger Verbindungen herstellen.
Hervorzuheben ist hierbei der Einsatz der von der Forschungsgruppe entwickelten Methode in der Fluorierung des potenten Antidepressivums Citalopram. Hier war es möglich, mit atomarer Präzision ein Fluoratom einzuführen und die so hergestellte neue Verbindung in Zellstudien zu untersuchen. Bei annähernd erhalten gebliebener biologischer Aktivität, konnten die Aufnahmeeigenschaften und die biologische Halbwertszeit des Moleküls durch die Fluorierung erhöht und somit ein potenziell wirksamerer Stoff entwickelt werden.

Der Preisträger


Daniel Kaiser hat das Masterstudium Chemie an den Universitäten Wien und München durchgeführt, und im September 2013 an der Universität München abgeschlossen. Er promovierte im März 2018 an der Universität Wien im Fach Organische Chemie. Von Mai 2018 bis Dezember 2019 hatte Daniel Kaiser eine Postdoc-Stelle an der University of Bristol; seit Februar 2020 arbeitet er als Senior Postdoctoral Researcher am Institut für Organische Chemie der Universität Wien.