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Asymmetrische Hydroborierung
Vortrag von Daniel Meidlinger und Lisa Karmann im Rahmen der Vorlesung OC6
InhaltsübersichtTeil 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
Einführung: Klassische Hydroborierung• Reaktionsfolge Hydroborierung/Oxidation liefert
Racemat
• Verbesserung der Regioselektivität
1. asymmetrische Hydroborierung
• 1961 von H. C. Brown
• Reagenz Ipc2BH
• Herstellung des Reagenzes
• Anwendung: Herstellung sek. Alkohole aus cis-Alkenen
Monoisopinocamphenylboran (IpcBH2)
• Herstellung
• Vergleich zwischen Ipc2BH und IpcBH2
9-Borabicyclo[3.3.2]decan
Vergleich der Enantioselektivität der drei Hydroborierungsreagenzien
B-Chlorodiisopinocamphenylboran (Ipc2BCl)
• Substitution führt zur Anwendbarkeit bei Ketonen
• Aufarbeitung des Pinens
• Anwendungsbeispiel: Synthese von Fluotexin
Alpine-Boran und Eapineboran
• Synthese
• Einfluss des Restes an der 2-Position
• Reagenzien versagen bei einfachen Ketonen, wie Acetophenon
Alpine-Hydride und Eapine-Hydride
• Synthese
• Vergleich der ee-Werte
Modifikation zum Eap2BCl
• Synthese und Reaktion
Borreagenz zur Synthese von Diolen
• Synthese von syn-Diolen mit benachbarter Doppelbindung
• Synthese von anti-Diolen mit benachbarter Doppelbindung
Teil 2: Rhodium-katalysierte Hydroborierung
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
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Mechanismus der Rhodium-katalysierten Hydroborierung
Catecholboran
4,4,6-Trimethyl-1,3,2-dioxaborinan
Pinacolboran
Borazin
B
Einführung der Enantioselektivität in die Rh-katalysierte Hydroborierung
Zwei Methoden:
• Chirales Hydroborierungsreagenz und achiraler Ligand am Rhodium-Komplex
• Chirale Liganden und achirale Boranquelle
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
Chirales Hydroborierungsreagenz mit achiralem Katalysator
Rh-katalysierte Hydroborierung von 4-Methoxystyrol mithilfe des chiralen Hydroborierungsreagenz Oxazaborolidin
BINAP und DIOP als chirale P,P-Liganden
(R)- und (S)-BINAP
(R,R)-DIOP
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
Enantioselektive Hydroborierung von Vinylarenen mit Diphosphin-Liganden
BINAP
Ein zu BINAP analoger Diphosphin-Ligand
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!
C1-symmetrische Bis(aminophosphin)-Liganden
Übersicht über die erhaltenen Ergebnisse der Hydroborierung und Oxidation von Norbornen
Mit steigender Menge anLigand erhöht sich derEnantiomereüberschuss!
Planar chirale Ferrocenyl-Diphosphin-Liganden
QUINAP und PHENAP als chirale P,N-Liganden
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
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
4
Synthese von Ibuprofen bzw. Naproxen
(R)-Naproxen (R)-Ibuprofen
3 4
Synthese von Sertralin
1) 0,4 eqCatecholboran 1mol% R-Kat
2) 30% aq. H2O2
1) 0,6 eqCatecholboran 1mol% S-Kat2) 30% aq. H2O2
1) 5 eq Catecholboran 10mol% S-Kat
2) ZnEt2 / MeNHCl
S
S
S
S
R
Literaturverzeichnis
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