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Asymmetrische Hydroborierung

Asymmetrische Hydroborierung. Vortrag von Daniel Meidlinger und Lisa Karmann im Rahmen der Vorlesung OC6. Inhaltsübersicht. Teil 1 : Einleitung Hydroborierung von Alkenen Hydroborierung von Ketonen Reagenz zur Synthese von Diolen Teil 2: Rhodium-katalysierte Hydroborierung Einleitung

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Asymmetrische Hydroborierung

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Presentation Transcript

  1. Asymmetrische Hydroborierung Vortrag von Daniel Meidlinger und Lisa Karmann im Rahmen der Vorlesung OC6

  2. Inhaltsübersicht Teil 1: • Einleitung • Hydroborierung von Alkenen • Hydroborierung von Ketonen • Reagenz zur Synthese von Diolen Teil 2:Rhodium-katalysierte Hydroborierung • Einleitung • Mechanismus der Rh-katalysierten Hydroborierung • Chirales Hydroborierungsreagenz • Chirale P,P- und P,N-Liganden • Wiederverwendbares Katalysesystem • Anwendungsbeispiele

  3. Einführung: Klassische Hydroborierung Reaktionsfolge Hydroborierung/Oxidation liefert Racemat Verbesserung der Regioselektivität

  4. 1. asymmetrische Hydroborierung 1961 von H. C. Brown Reagenz Ipc2BH Herstellung des Reagenzes Anwendung: Herstellung sek. Alkohole aus cis-Alkenen

  5. Monoisopinocamphenylboran (IpcBH2) Herstellung Vergleich zwischen Ipc2BH und IpcBH2

  6. 9-Borabicyclo[3.3.2]decan

  7. Vergleich der Enantioselektivität der drei Hydroborierungsreagenzien

  8. B-Chlorodiisopinocamphenylboran (Ipc2BCl) Substitution führt zur Anwendbarkeit bei Ketonen

  9. Aufarbeitung des Pinens Anwendungsbeispiel: Synthese von Fluotexin

  10. Alpine-Boran und Eapineboran Synthese Einfluss des Restes an der 2-Position Reagenzien versagen bei einfachen Ketonen, wie Acetophenon

  11. Alpine-Hydride und Eapine-Hydride Synthese Vergleich der ee-Werte

  12. Modifikation zum Eap2BCl Synthese und Reaktion

  13. Borreagenz zur Synthese von Diolen Synthese von syn-Diolen mit benachbarter Doppelbindung Synthese von anti-Diolen mit benachbarter Doppelbindung

  14. Teil 2: Rhodium-katalysierte Hydroborierung

  15. Einleitung • 1975: Kono und Ito entdecken, dass Wilkinson-Katalysator [Rh(PPh3)3Cl] Catecholboran oxidativ addiert • 1985: Männig und Nöth berichten über die erste Rhodium-katalysierte Hydroborierung 2

  16. Mechanismus der Rhodium-katalysierten Hydroborierung Catecholboran 4,4,6-Trimethyl-1,3,2- dioxaborinan B Pinacolboran Borazin

  17. Einführung der Enantioselektivität in die Rh-katalysierte Hydroborierung Zwei Methoden: • ChiralesHydroborierungsreagenz und achiraler Ligand am Rhodium-Komplex • Chirale Liganden und achiraleBoranquelle Weitere Unterteilung in zweizähnige P,P- und P,N- Liganden, die nochmals nach der Art ihrer Chiralität eingeteilt werden können  axiale, planare oder zentrale Chiralität

  18. ChiralesHydroborierungsreagenz mit achiralem Katalysator Rh-katalysierte Hydroborierung von 4-Methoxystyrol mithilfe des chiralen Hydroborierungsreagenz Oxazaborolidin

  19. BINAP und DIOP als chirale P,P-Liganden (R,R)-DIOP (R)- und (S)-BINAP Burgess 1988: Norbornen als Substrat in der enantioselektiven Hydroborierung mit BINAP und DIOP als chirale Liganden • Umgekehrtes Verhältnis zwischen der Reaktionstemperatur • und der induzierten Asymmetrie

  20. Enantioselektive Hydroborierung von Vinylarenen mit Diphosphin-Liganden BINAP

  21. Ein zu BINAP analoger Diphosphin-Ligand

  22. Knochel´s Diphosphin-Liganden • Die Wichtigkeit der Elektronendichte am Phosphor für die • asymmetrische Induzierung wird hier deutlich! • Diese Liganden bilden die effizientesten KAT-Systeme für • die Hydroborierung von Styrolderivaten!

  23. C1-symmetrische Bis(aminophosphin)-Liganden Mit steigender Menge an Ligand erhöht sich der Enantiomereüberschuss! Übersicht über die erhaltenen Ergebnisse der Hydroborierung und Oxidation von Norbornen

  24. PlanarchiraleFerrocenyl-Diphosphin-Liganden

  25. QUINAP und PHENAP als chirale P,N-Liganden

  26. BINAP vs. QUINAP • (R)-Ligand ergibt den (R)-Alkohol • Ausreichende Enantioselektivität nur bei tiefen Temperaturen in DME • Gute ee-Werte nur bei Styrol und para-substituierten Styrolderivaten • (R)-Ligand ergibt ebenfalls den (R)-Alkohol • Exzellente ee-Werte bei RT, tiefere Temperaturen sogar schädlich • Größeres Substratspektrum • Toleriert sterisch anspruchsvolle Alkene

  27. Ein wiederverwendbares Katalysesystems • Rh-KAT-Komplexe stabil gegen O2, aber empfindlich gegen H2O2 im alkalischen Milieu • Abtrennung des KAT-Systems aus dem Reaktionsmedium vor der Oxidation • Immobilisierung des homogenen, kationischen Rh-Katalysators für die Hydroborierung, damit leichte Abtrennung möglich • 2001: erster Versuch [Rh(COD)(R)-(BINAP)]BF4 , Festphase: Montmorillonit  Kein Verlust der Aktivität und der Selektivität

  28. Synthese von Ibuprofen bzw. Naproxen 4 3 4 (R)-Ibuprofen (R)-Naproxen

  29. Synthese von Sertralin R 1) 0,4 eqCatecholboran 1mol% R-Kat 2) 30% aq. H2O2 S 1) 0,6 eqCatecholboran 1mol% S-Kat 2) 30% aq. H2O2 S 1) 5 eq Catecholboran 10mol% S-Kat S 2) ZnEt2 / MeNHCl S

  30. Literaturverzeichnis • H.C.Brown, P.V. Ramachandran, J. Organom. Chem., 500 (1995) 1-19 • S. P. Thomas, V. K. Aggarwal, Angew. Chem. Int. Ed., 48 (2009) 1896-1898 • E. Canales, K. Ganeshwar, J. Am. Chem. Soc., 127 (2005) 11572-11573 • A. Z. Gonzalez, J.G. Roman, J. Am. Chem. Soc, 130 (2008) 9218-9219 • P. J. Reider, P. Davis, J. Org. Chem, 52 (1987) 957-958 • A.M. Carrol, T. O´Sullivan, P. Guiry, Adv. Synth. Catal., 347 (2005) 609 • A.Togni, C. Breutel, J. Am. Chem. Soc., 116 (1994) 4062 • A. Segarra, R. Guerrero, C.Claver, E. Fernandez, Chem. Commun., (2001) 1808 • A. Chen, Li Ren, C. Crudden, Chem. Commun., (1999) 611 • K. Maeda, J.M. Brown, Chem. Commun., (2002) 310

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