Zusammenfassung: Eine aktuelle Studie in Nature Chemistry demonstriert eine programmierbare, regiodivergente lichtgetriebene Cyclisierung acyclischer 1,5-Diene. Bei der intramolekularen radikalischen $[2+2]$-Cycloaddition solcher Diene gilt traditionell die sogenannte „rule of five": Der kinetisch bevorzugte 5-exo-trig-Reaktionsweg dominiert klar über den 6-endo-trig-Pfad, wodurch die Regioselektivität bisher weitgehend festgelegt war. Die Autoren zeigen nun, dass bereits subtile elektronische Feinabstimmung der Substrate diese Präferenz gezielt umkehren kann. Unter Energieübertragungs-Katalyse mit sichtbarem Licht (energy-transfer catalysis) wird der gewünschte Reaktionsweg je nach Substitutionsmuster „programmiert": Es entstehen wahlweise verbrückte $\text{bicyclo}[2.1.1]$-Gerüste über den 5-exo-trig-Weg oder verknüpfte (fused) $\text{bicyclo}[2.2.0]$-Gerüste über den 6-endo-trig-Weg. Beide Produktklassen sind rigide, gespannte bicyclische Bausteine, die in der Synthese von Naturstoffen und Wirkstoffen als strukturierte Grundgerüste (scaffolds) begehrt sind, sich aber klassisch nur schwer zugänglich machen lassen. Die Arbeiten erweitern damit das Repertoire der photoredox- und Energie-transferbasierten Synthesechemie um eine strategische Schaltfläche für die Divergenz bei Cyclisierungen und verdeutlichen, wie elektronische Effekte kinetische Regeln wie die „rule of five" gezielt außer Kraft setzen können. Für die Wirkstoffforschung eröffnen die rigiden $\text{bicyclo}[2.1.1]$- und $\text{bicyclo}[2.2.0]$-Motive zudem neue Möglichkeiten im Scaffold-Hopping.
Hintergrund: Die Baldwin-Regeln für Ringschlüsse sagen eine kinetische Bevorzugung von 5-exo-trig-Cyclisierungen gegenüber 6-endo-trig-Prozessen voraus. Thermisch verbotene $[2+2]$-Cycloadditionen (Woodward–Hoffmann-Regeln) werden photochemisch zugänglich, wobei die Energieübertragungs-Katalyse Triplett-Energie vom Sensibilisator auf das Substrat überträgt, ohne Redoxprozesse.
Entitäten: 1,5-dien | stoff [2+2]-cycloaddition | reaktion 5-exo-trig | konzept 6-endo-trig | konzept rule of five | konzept energietransfer-katalyse | methode bicyclo[2.1.1] | stoff bicyclo[2.2.0] | stoff
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