65 Minuten und noch 140 Folien...

Präsentation zum Thema: "65 Minuten und noch 140 Folien..."—  Präsentation transkript:

1 65 Minuten und noch 140 Folien...
Metallorganik 11 65 Minuten und noch 140 Folien... Metallorganische Chemie

2 Metallorganische Chemie
Fischer-Carben 18 e Elektronen-Carben Fischer Carbene sind elektrophil am C und nucleophil am Metall Cp- 6e Allyl- 4e Fe2+ 6e Carben 2e Summe 18e 2x Cp- 2x 6e Fe2+ 6e Carben 2e Summe 20e Metallorganische Chemie

3 Metallorganische Chemie
Carbinkomplexe 13C-NMR dppm rel TMS Reaktivität Nu El El Metallorganische Chemie

4 Metallorganische Chemie
Coenzym B12 Adenosyl Welcher Rest wandert? 1° Radikal 2° Radikal Coenzym B12 = TBTH/AIBN Metallorganische Chemie

5 Oxa-allylradikale Radikaldelokalisation Keine pS- pCO Überlappung
Keine Radikaldelokalisation Metallorganische Chemie

6 Katalytische Pauson Khand
CO Review S. E. Gibson Angew. Chemie 2003, 115 (16), Metallorganische Chemie

7 Katalytische Pauson Khand
Acetyen/CO 1:1 60-70°C 62% Metallorganische Chemie

8 Katalytische Pauson Khand
Ungeeignet im Labor Metallorganische Chemie

9 Metallorganische Chemie
Pauson Khand Inaktiver Co-Cluster Inaktiver Co-Cluster Inhibition durch Additive? Metallorganische Chemie

10 Katal. Pauson Khand: Additive
Metallorganische Chemie

11 Metallorganische Chemie
Katalytische PK Additive sind nicht generell verwendbar Preiswertere Co Quellen Co4(CO)12 können eingesetzt werden Technische Synthesen => Ti und Rh Enantioselektive Synthesen => Ti und Rh Metallorganische Chemie

12 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Co2(CO)8 : Oxosynthese Reduktion zu Butanol Hydroformylierungs-Katalysatoren: HRh(CO)2(PPh3)2 .... Otto Roelen 1938 Metallorganische Chemie Otto Roelen 1938 Prof. Boris Schmidt

13 Regio- und stereoselektive Hydroformylierung
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Regio- und stereoselektive Hydroformylierung Breit, Bernhard.Synthetic Aspects of Stereoselective Hydroformylation. Accounts of Chemical Research 2003, 36(4), Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

14 Stereoselektive Hydroformylierung
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Stereoselektive Hydroformylierung Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

15 Hydroformylierung Wilkinson Katalysator Monsanto Essigsäure Verfahren
Rhodium Hydroformylierung Wilkinson Katalysator Monsanto Essigsäure Verfahren Metallorganische Chemie

16 Wilkinson Katalysator
(PPh3)3RhCl + H2 -> (PPh3)3RhH + HCl (PPh3)2(CO)2RhH 2 CO Metallorganische Chemie

17 Pauson Khand mit Rhodium
SDS: sodium dodecylsulfat dppp: bis(diphenylphosphino)propan Kiyomi Kakiuchi Angew. Chem. 2003, 115, 2511 Metallorganische Chemie

18 Pauson Khand mit Rhodium
trans-Komplex ist stabiler aber inaktiv syn-Komplex ist weniger stabil aber die vakanten Orbitale sind optimal ausgerichtet Metallorganische Chemie

19 Pauson Khand mit Rhodium
Kein trans-Komplex möglich die Orbitale werden durch die Kettenlänge optimal ausgerichtet Metallorganische Chemie

20 Pauson Khand mit Rhodium
wässrige Phase organische Micelle Kiyomi Kakiuchi Angew. Chem. 2003, 115, 2511 Metallorganische Chemie

21 Dienyl Pauson Khand 2 Reaktionswege ? 3 Reaktionswege!
Reduktive Eliminierung Paul A. Wender Angew. Chemie 2003, 115 (16), Metallorganische Chemie

22 Dienyl Pauson Khand CO 1 atm
Paul A. Wender Angew. Chemie 2003, 115 (16), Metallorganische Chemie

23 Dienyl Pauson Khand Reduktion Rh 5% -> 1% CO 1 atm
Paul A. Wender Angew. Chemie 2003, 115 (16), Metallorganische Chemie

24 Carbene aus Diazoalkanen
MLn = Rh2(OAc)4 Pt(II), Pd(II) Cu(I), Cu(II) Co(I), Co(III) MeReO3 Ru(I), Ru(II) ... Metallorganische Chemie

25 Reaktionen der Carbene
nukleophile Addition => Ylid elektrophile Addition Insertion Metallorganische Chemie

26 Metallorganische Chemie
Diazoalkane Metallorganische Chemie

27 Rh2(OAc)4 Insertion 2°Cbenz-H Insertion 3°Cbenz-H
Insertion Caryl-Caryl Fragmentierung Metallorganische Chemie

28 Insertion Caryl-Caryl
Metallorganische Chemie

29 Metallorganische Chemie
Rh(II) Metallorganische Chemie

30 Carben-> Nitril-Ylide
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Carben-> Nitril-Ylide Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

31 Carben-> Nitril-Ylide
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Carben-> Nitril-Ylide Chemistry, Jadavpur University, Calcutta, India. Indian Journal of Chemistry, Section B: Organic Chemistry Including Medicinal Chemistry (2002), 41B(4), Efficient Synthesis of Resin-Bound a-TMSdiazoketones and Their Use in Solid-Phase Organic Synthesis. Iso, Y.; Shindo, H.; Hamana, H. Shionogi Research Laboratories, Shionogi & Co. Ltd., Osaka, Japan. Tetrahedron (2000), 56(30), Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

32 Carbene-> Oxonium-Ylide
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Carbene-> Oxonium-Ylide Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

33 Carbene-> Oxonium-Ylide
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Carbene-> Oxonium-Ylide Liebigs Ann. 1994, Tet. Lett. 1997, 38, 3837 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

34 Metallorganische Chemie
MeReO3 + Diazoalkan analog Tebbe analog Darzens analog Simmons Smith analog Simmons Smith Metallorganische Chemie

35 Nozaki Hydrierung Heck Arylierung Kreuz-Kupplungen
Nickel Nozaki Hydrierung Heck Arylierung Kreuz-Kupplungen Metallorganische Chemie

36 Palladium katalysierte Prozesse
42! 46! Palladium katalysierte Prozesse Metallorganische Chemie

37 Metallorganische Chemie
Wacker Prozess 1956 Synthese von Acetaldehyd aus Ethylen Metallorganische Chemie

38 Wacker Prozess Quadratisch planarer Pd-Alken-p-Komplex
trans-Chlorid ist stabiler. Aber nur der syn-Komplex kann oxopalladieren Wacker Prozess Quadratisch planarer Pd-Alken-p-Komplex 14 e Pd(II) entspricht ungefähr H+ => Markovnikov Orientierung b-Hydrideliminierung erfolgt auschliesslich synplanar Metallorganische Chemie

39 Metallorganische Chemie
Heck Reaktion Metallorganische Chemie

40 Heck Reaktion Oxidative Insertion analog Grignard Syn/anti Isomerie
syn-b-Hydrid- oder reduktive Eliminierung Insertion oder synfaciale Carbopalladierung Die Regiokontrolle erfolgt durch Ladungstabilisierung und Raumanspruch Metallorganische Chemie

41 Regiochemie der Heck-Reaktion
Neutrale Pd- Komplexe: sterischer Anspruch Kationische Pd-Komplexe: Ladung Metallorganische Chemie

42 Metallorganische Chemie
Buchwald-Aminierung BINAP: 2,2'-Bis-diphenylphosphanyl-[1,1']binaphthalenyl Hinderung der Biphenylrotation für zu stabilen Rotameren => Enantiomere Rotamere = Atropisomerie Oxidative Addition Reduktive Eliminierung Ligandenaustausch Metallorganische Chemie

43 Metallorganische Chemie
Suzuki Kupplung Pd(0) Oxidative Addition Arylboronsäure Transmetallierung Reduktive Eliminierung Metallorganische Chemie

44 Metallorganische Chemie
Suzuki Kupplung Pd(0) Oxidative Addition Reduktive Eliminierung Arylboronsäure Transmetallierung Metallorganische Chemie

45 Metallorganische Chemie
Stille Kupplung Metallorganische Chemie

46 Metallorganische Chemie
Stille Stitching Nur 1:1 Stöchiometrie Metallorganische Chemie

47 Stille Stitching Überschuss: TMS ist weniger reaktiv
Metallorganische Chemie

48 Metallorganische Chemie
Pd + Malonat Metallorganische Chemie

49 Metallorganische Chemie
Pd + Malonat h3Pd-p-Allyl Komplex Weiche Nukleophile harte Nukleophile Metallorganische Chemie

50 Metallorganische Chemie
Pd + Mg/Zn Metallorganische Chemie

51 Pd: Alkylchloride und Grignard
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Pd: Alkylchloride und Grignard Pd(O) Oxidative Addition Reduktive Eliminierung Dogma: b-Hydrid Eliminierung M. Beller, Rostock Angewandte Chemie Volume 114, Issue 21, Pages: Transmetallierung b-Hydrideliminierung PPh3: 79% PTol3 81% Metallorganische Chemie M. Beller, Rostock Angew. Chemie 114, Prof. Boris Schmidt

52 Metallorganische Chemie
Pd + Lithiumorganyle Metallorganische Chemie

53 Metathese meta tithemi
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Metathese meta tithemi Was sie eben im Hintergrund gesehen haben, war ein Platzwechsel hier-> wie dort-> Und genau das, sehr geehrte Professoren, sehr geehrte Damen und Herren, ist das Thema meines Vortrages: Platzwechsel - Allerdings auf Griechisch Ich werde ich Ihnen heute die Metathese, und genauer noch, die Ringschlu羥etathese in der Organischen Chemie vorstellen. Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

54 Metathese meta tithemi
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Metathese meta tithemi Wir haben hier am Fachbereich in mehreren Vortr輍en von der Metathese geh顤t. Im Februar von Prof. Fstner und zuletzt vor 3 Wochen von Prof. Beckhaus Wieso diese H酳fung? Ist die Reaktion wirklich so interessant? Ich sage ja und ich werde versuchen sie in den n踄hsten 45 Minuten davon zu erzeugen. Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

55 Entwicklung der Metathese
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Entwicklung der Metathese 1957 Eleuterio --> ROMP Der erste Bericht er eine Metathese Reaktion findet sich in einem Phillips-Patent von 1957. In diesem Patent beschreibt Eleuterio (Phillips) die Ring-猈fnende Metathese Reaktion des Cyclopentens R焌P Deutsch ROMP Englisch Die Metathese bleibt noch fast 10 Jahre fest in der Hand in der Industrie wie Sie auf dem n踄hsten Dia sehen k霵nen Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

56 Aktive Metalloxide und -halogenide
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Aktive Metalloxide und -halogenide Ti V Cr Co Nb Mo Ru Rh Ta W Re Os Ir Gr: weniger Beispiele, weniger bedeutend violett: einige Beispiele Gelb zahlreiche Beispiele, pr鄡arative und kommerzielle Bedeutung Molybd鄚: 3 Typen Carben Komplex MoCl5 + Cokatalysator EtOH / Base/ Aluminiumalkyle Feste Kat : MoO3 auf Tr輍ern Al2O3 <1% der Oberfl踄he Damit war die Entwicklung technischer Verfahren m鐷lich Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

57 SHOP: Shell-Higher-Olefin Process
Metallorganische Chemie TU Darmstadt SHOP: Shell-Higher-Olefin Process Teil des SHOP Verfahrens Mischung von l鄚gerkettigen Olefinen wird mit kurztkettigen Olefinen umgesetzt um die Asubeute der C11-C14 Fraktion zu erh鐬en die f Tensidsynthesen ben飆igt wird. C11-C14 Tenside > t/a Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

58 Monsanto-Gulf-Styrol
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Monsanto-Gulf-Styrol kein teures Benzol als SM Leider Blei-Verlust Nur 1/2 Ethylen Menge Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

59 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Verfahren Phillips 3 Olefin ARCO t/a Norsorex 5000 t/a Phillips 3 Olefin l魠t sich in beide Richtungen fahren, ja nach Preissituation Norbornen Ethylenmetathese liefert Norsorex f Sto綄鄝pfer 2x Butadien-> Cyclooctadien-> Cycloocten Vestenamer Hs t/a Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

60 Mechanismus der Metathese
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Mechanismus der Metathese katalytisch wirksame Struktur Logistik: Ligandenaustausch Übergangszustand elektronische Änderungen Wir msen den Mechanismus kennen um den idealen Katalysatoren zu entwickeln, oder falls dieser bereits bekannt ist. Den RICHTIGEN f unser Syntheseproblem auszuw鄣len Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

61 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
=-Brechung Gekreuzte Metathese Nachweis des Doppelbindungsbruches: nur 1 neues Produkt Calderon TL, 1967, 3327 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

62 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Unpaarige Metathese 1 Gekreuzte Ringschlu?Metathese von markierten 1,7-Octadienen Das gekreuzte Produktes schlie腷 den paarweisen Mechanismus aus und belegt durch das statistische 1:2:1 Verh鄟tnis die vollst鄚dige Dissoziation und Rekombination im Reaktionsverlauf. Ein Metall-Carben-Kettentr輍er wird postuliert 2 1 Grubbs 1976 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

63 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Chauvin Mechanismus 1970 15 kcal 2p + 2p Cycloaddition gstigere Markovnikov degeneriert Beispiele Boran Addition, Aluminium Alkyle, Ziegler Natta Katalysatoren ungstigere Anti-Markovnikov Addition Erweiterte Hkel 60 kJ/mol f Metallacyclobutan, entfallen bei flexiblen p -Donoren Spectator ligand RAPP? Cycloreversion Ti-Cyclobutane DG 40 kJ/mol DH 46 kJ/mol DS 25 J/K*mol Vorraussetzung niedrige Aktivierungs- und Reaktionsenthalpien f alle Stufen nur m鐷lich durch flexible p-Donoren SPECTATOR LIGAND Deshalb haben fast alle Metathese-Katalysatoren eine Metall=O, Metall=N Bindung oder M-P Systeme Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

64 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
[2+2] Cycloaddition HOMO LUMO dX2-Y2 pX HOMO Rapp JACS 1985, 107, 1206 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

65 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Carben-Initiation Oxidative Addition 1,3-Hydridshift Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

66 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Moderne Metathese HERMANN SCHROCK GRUBBS Die Ringschlumetathese ruht auf diesen S酳len: Methyltrioxorhenium klein und von abnehmender Bedeutung f die Metathese aber neuen Anwendungen in der Oxidation Bis(tri cyclohexyl phosphin) Ruthenium dichlorid (IV) Phenylimido neophyliden Molybd鄚 (VI) Komplexe von Schrock Ru: Anodenschlamm der Ni-Raffinierung Re: R飉tstaub MoS2 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

67 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Herrmann - MTO Beattie Inorg. 1979, 18, 2318 Hermann Inorg. 92,31, 4431 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

68 MTO Metathese Initiation
Metallorganische Chemie

69 MTO Metathese Initiation
Metallorganische Chemie

70 MTO Metathese Initiation
Metallorganische Chemie

71 MTO Metathese Initiation
Metallorganische Chemie

72 Metallorganische Chemie
Wanzlick Carben 1. Wanzlick Carben: 1961 Chem. Berichte N-Heterocyclisches Carben: NHC Ligand Metallorganische Chemie

73 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Hermanns Tricarben Das hat Herr Hermann aber nicht lange auf sich sitzen lassen und trotz seiner Belastung in zahlreichen 獻tern einen der aktivsten Katalysatoren erhaupt entwickelt. Freie Rotation des Benzyliden Die PLANAREN, NUCLEOPHILEN Wanzlick-Carbene SIND STARR stabilisiert durch Ladungstrennung im aromatischen 6e Zustand Analogie zu Thiazoliumsalzen THIAMINS -> Transketolasen Wanzlick: Angewandte Chemie 1962 Hermann Angew. Chem. 1998, 110, 2631 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

74 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Grubbs-Katalysator Os Analoga Existieren Pyramidale Umgebung das Carben in apikaler Position Carben in der Cl-Ru-Cl Ebene, 3J HP = 0 => 90?Winkel in L飉ung. F das Allyliden 3J HP = 12 Hz => Carben liegt in der P-Ru-P Ebene ki/kp = 10-3 ki/kp = 9 Metallorganische Chemie JACS 1995, 117, 5503, Angew. 1995, 107, 2179 Prof. Boris Schmidt

75 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Grubbs-RCM-QSAR Ki/Kp H Ph CHCPh2 CHCH2 Cl Br I Untersuchung der RCM an Diallylmalonat kleine elektronenziehende Halogenide (Fluorid wurde nicht untersucht) gro絽 Tolman Winkel sind gut, wichtiger sind aber gute Elektronen Donoreigenschaften mit PPh3 keine RCM PBn3 ist instabil, P-Ru Alkylumlagerung Analogie zu Pd(II) Komplexen KOBS PCy3 PiPr3 PPhCy2 PCyPh2 PEt3 PPh3 PBn3 4 3 2 Tolman 1 Metallorganische Chemie 100 1/C[PR3] JACS 1997, 119, 3387 Prof. Boris Schmidt

76 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Carben-Metall Bindung wird in der Rotation nicht gebrochen, Rotation wird erst durch Dissoziation erm鐷licht (keine sterischen Grde sondern Energiespeicherung in der Ru-P Bindung: Robert J. Meier: Car Parinello Berechnungen) Cyclobutylcarben 45 ?zur Cl-Cl Achse verdreht: X-Ray Peter Chen Monophosphin Nachweis Elektrospray MS Angew Chem 1998 Heft 19. S2831 Sperrige Phosphine: Spannungsabbau - Dissoziation Gute Donor Phosphine stabilisieren 16e und 14e!!! Intermediate Kleine Halogenide zeigen geringen trans-Effekt und erlauben Olefin/Chlorid trans Orientierung sowie st酺kere Bindung gro絽 Iodide nicht Cis zum Olefin Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

77 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Polymerisationen Radikalisch Ionisch Metathese EA [kJ/mol] -DH [kJ/mol] Lebende Polymerisation Radikalische Polymerisation: kinetisch kontrolliert, Entropieverminderung DEA kJ/mol Metathese Polymerisation: Ethylenfreisetzung, leichte Entropiezunahme, reversibel => thermodynamisches Produkt 30 kJ/mol Cyclopenten 100 kJ/mol Cyclobuten SM: Translation 2x 3/2 kt, keine Freiheitsgrad f Olefin Produkt: 2x 3/2 kt, cis trans Olefin Polymerisationsgrad= Wachstum/(Abruch +鈁ertragung) Entartete Metathese Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

78 ROMP-RCM-Polymerisation
Metallorganische Chemie TU Darmstadt ROMP-RCM-Polymerisation kJ/mol 118 115 31 Lebende Polymerisation Radikalische Polymerisation: kinetisch kontrolliert, Entropieverminderung DEA kJ/mol Ringspannungsenergie sind nur f Cycloalkane, Cyclopropen und -buten n鄣ern sich noch an. Mittlere kinetische Energie RT 2.5 kJ/mol Metathese Polymerisation: Ethylenfreisetzung, Entropiezunahme, reversibel => thermodynamisches Produkt SM: Translation 2x 3/2 kt, keine Freiheitsgrade f Olefin Produkt: 2x 3/2 kt, cis trans Olefin 6 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ROMP / / / / / / RCM -- -- Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

79 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
LebENDE Polymere? Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

80 RCM: Schrock versus Grubbs
Metallorganische Chemie TU Darmstadt RCM: Schrock versus Grubbs Disulfide 3?Amine Amine st顤en h酳fig Ammoniumsalze Alkohole S酳ren bemerkenswert: Aldehyde sonst TERMINATOR, aber Monophosphin Grubbs reagiert nicht mit Carbonylen. P. Chen Angew. 1998, 2831 durch Elektrospray MS Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

81 Totalsynthesen und RCM
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Totalsynthesen und RCM Coronfacin S酳re Blechert 1996 Lasiodiplodin Fstner 1996 Sch 38516 Hoveyda 1996 Eine ersichtliches Dia zeigt nicht mehr als 8 Strukturen. Aber ich m鐼hte Ihnen ein Gefl daf geben, wie immens viele Totalsynthesen publiziert wurden und wie unersichtlich die Ringschlu翜olymerisation selbst geworden ist. All das unterstreicht nur die synthetische Bedeutung der RCM und die synthetische Flexibilit酹 Sch Meilenstein der metallorganischen Synthese: 9 von 10 Stufen mit 鈁ergangsmetallen Cuprate, Pd-Hydrierung, Ni Cross-Coupling Sharpless AE Ti Ru Oxidation 1592U89 HIV Transcriptase Inhibitor Crimmins 1996 Dactylol Fstner 1996 Castanospermin Pandit 1996 Jasmin Ketolacton Fstner 1996 Manzamin A Martin/Pandit Diaminosuberins酳re Williams 1998 Schrock/Grubbs Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

82 Festphasen Cyclisierung
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Festphasen Cyclisierung klassische Arbeitsweise in der Festphasensynthese 1. Verknfen 2. Entschzen 3. Spalten 4. Reinigen moderne Festphasensynthe 1. Schritt:Verkfen, Spalten und Reinigen Angew. Chemie 1998, 110, 2120 Angew. Chemie 1998, 110, 2677 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

83 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Nicolaou: Epothilon 1997 M鐷lichkeiten und Grenzen in einem Bild Die kinetische Aldolreaktion er das Z-Enolat liefert die beiden Aldole in einem 3:2 Verh鄟tnis mit Anti-Konfiguration Veresterung durch das Carbodiimid: EDC = WSC HCl = EDAC Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

84 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Nicolaou: Epothilon A Wittig M鐷lichkeiten und Grenzen in einem Bild Epoxidation liefert Epothilon A Epothilon B mit zus酹zlicher Methylgruppe ist nicht zug鄚glich mit dem Grubbs Kat Die Aldolreaktion liefert die beiden Aldole in eine 3:2 Verh鄟tnis mit Anti-Konfiguration ähnliche Synthese: Schinzer 1997 16 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

85 Nicolaou: Epothilon B Danishefsky: Epothilon B2
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Nicolaou: Epothilon B Danishefsky: Epothilon B2 Trisubstituierte Doppelbindung in Epothilon B mit Grubbs nicht zug鄚glich Deshalb Yamaguchi Macrolactonisierung Danishefsky nimmt Schrock: 77% trisubstituiert aber E/Z 1:1 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

86 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
E/Z Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

87 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
E/Z Eine L飉ung f das E/Z Problem gibt es durch Reagens Kontrolle Der gezeigte Katalysator eignet auch f die RCM und toleriert auch einige funktionelle Gruppen Ether, Dialkylsulfide Couturier Angew. IEE 1992, 31, 628 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

88 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
E/Z Kalesse Synlett 1998, 1108 Herr Kalesse Substrat-kontrolliert Reaktionen Toluol thermodynamisch Produkte haben innerhalb 1 Kcal gleiche Ringspannung und Torsion Das Cis-Olefine wird aber kinetisch begstigt durch geringere Trans-annular Wechselwirkungen in beiden Intermediaten Toluol D 1:1 DCM 20°C 1:12 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

89 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Macrocyclisierung Stille Stitching Wittig Macrolactone Corey Yamaguchi Trost p-Allyl Palladium Es gibt eine Reihe von Methode Ringe zu schlie絽n Stille Stitching 1993 Nicolaou Rapamycin 29 Ring 30 % Ausbeute letzte Stufe trans-1,2 -Bis-tributylzinn-ethylen Macrolactone Yamaguchi Coreys PySH kooperative Effekte Wittig aber nur wenige Methoden sind in der Lage gleich 2 hintereinander zu schlie絽n ND Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

90 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Acetylen Metathese Metallacyclobutene Echte Acetylen Polymerisation stabile Metallacyclobutadiene und Metallatetrahedrane: Schrock 1986 Nur wenige Carbyne erm鐷lichen die Reaktion, meist Abbruch nach TON 1 Pennella JCSCC 1968, 1548 Bencheick J. Mol. Catal. 1982, 15, 93 Initiation durch Carbin-Komplex: Schrock JACS 1984, 106, 4067 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

91 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Acetylen Metathese Isomerisierung H+/Phenole Echte Acetylen Polymerisation stabile Metallacyclobutadiene und Metallatetrahedrane: Schrock 1986 Nur wenige Carbyne erm鐷lichen die Reaktion, meist Abbruch nach TON 1 pp-dp 鈁erlappung des bC mit dem Metall verdrillt das Metallabutadien zum Tetrahedran trans Annular C-M 2.115 C-C 1.46 M-C 1.86 Schrock ACR 1986, 19, 342 W-C 1.86 C-C 1.46 W-Cb 2.1 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

92 terminal-Metathese-intern
Metallorganische Chemie TU Darmstadt terminal-Metathese-intern WO3/SiO MoO3/SiO2 MoO(OPh) 4 Et3Al/PhOH WO3/SiO2 MoO3/SiO2 Mo(CO) 6 Die Reaktionen sind thermoneutral, Gleichgewichte Durch unterschiedliche Siedepunkte k霵nen dennoch vollst鄚dige Ums酹ze erreicht werden Eine echte RCM von Diinen ist mir nicht bekannt. ROMP von Cyclooctin Krouse 1989 mit (AcO) 3 W=W(OBut)3 Schrock 1982 Schrock 1985 Schrock 1988 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

93 Acetylen Polymerisation
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Acetylen Polymerisation Acetylen Polymerisation Sowohl all-cis als all-trans mit dem gleichen Katalysatorenist m鐷lich: Neopentin / MoCl5, in Anisol all cis in Toluol all-Trans Andere Wege zu Polyacetylen: ROMP von Cyclooctatetraen Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

94 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Acetylen RCPM Keine echte Metathese, die 3-fach Bindung wird nicht gebrochen! Ab Heptadiin ist die RCM von Diinen m鐷lich Yang 1990 Katalysator MoCl5 6 ringe dominieren erst 94 wurdn 5 Ringe nachgewiesen durch 13C NMR Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

95 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Diin Metathese Die erste Diin Ringschlu?Metathese Ftner Angewandte 1998, Heft 12 mit Schrocks Carbin Wolframkomplex Metallorganische Chemie Fstner Angew. 1998, 110, 1758 Prof. Boris Schmidt

96 gekreuzte Acetylen Metathese
Metallorganische Chemie TU Darmstadt gekreuzte Acetylen Metathese atomökonomisch E! gekreuzte Metathese, Eintopfreaktion Schlselschritt in der Triticen Synthese Fungizid aus Weizenkeimen zun踄hst E/Z Gemische 2:1 bis 1:1 das Acrolein isomerisiert zum stabileren E-Isomer gelingt nur mit terminalen Alkine und monosubstituierten Olefinen Alkohole msen geschzt sein Tr Blechert Angew. Chem , 36, 2628 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

97 gekreuzte Acetylen Metathese
Metallorganische Chemie TU Darmstadt gekreuzte Acetylen Metathese Stabilisierung gekreuzte Metathese, Eintopfreaktion Schlselschritt in der Triticen Synthese Fungizid aus Weizenkeimen zun踄hst E/Z Gemische 2:1 bis 1:1 das Acrolein isomerisiert zum stabileren E-Isomer gelingt nur mit terminalen Alkine und monosubstituierten Olefinen Alkohole msen geschzt sein Tr E/Z 2:1 Metallorganische Chemie Blechert Angew. Chem , 36, 2628 Prof. Boris Schmidt

98 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Acetylen Metathese ? keine echte Acetylen Metathese sondern Oligomerisation kein Bruch derC-C 3 fach Bindung Aber wo soll der Katalysatot beginnen, wo soll er angreifen? Grubbs JACS 1994,116, 10801 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

99 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Acetylen Metathese gehindert elektronenarm 3 Möglichkeiten disubstituiertes Olefin -> Sterisch gehindert langsam Acetylen -> elektronenarm-> langsam terminales Olefine ist leicht zug鄚glich leicht zugänglich Grubbs JACS 1994,116, 10801 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

100 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Acetylen Metathese Grubbs 3% 65°C, 6 h C6H6, 85% Metallacyclobuten Cycloreversion ergibt stabilen Allyliden-Metall Komplex, dann erfolgt die sterisch anspruchsvolle Cycloaddition, jetzt aber intramolekular Cycloreversion liefert das Produkt und regeneriert den Katalysator Metallorganische Chemie Grubbs JACS 1994,116, 10801 Prof. Boris Schmidt

101 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
news of the week - Schrocks Desymmetrisierung JACS 1998, 120, 9720 Desymmetrisierung prochiraler Triallylether 1-Substitution verbessert ee% 2-(terminal) Substitution ist von geringem Einflu alternative Synthese durch enantioselektive Heck-Olefinierung Shibasaki, Hayashi PAF Antagonisten Pl酹tchen-Aggregationshemmer Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

102 kinetische Racematspaltung: ARCM
Metallorganische Chemie TU Darmstadt kinetische Racematspaltung: ARCM Krel = 2,4 10 % 84% ee Chirale Olefine? konformativ stabile trans-konfigurierte Cycloolefine C9-C11 Olefine mit chiralen Substituenten MERKW鄄DIGES Verhalten 42% Produktausbeute bei 93% ee passen nicht zu 75% Umsatz. Wieso? werden sie sich vielleicht fragen. Deshalb das n踄hste Dia Grubbs JACS 1996, 118, 2499 Schrock JACS 1998, 120, 4041 Krel= 58 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

103 kinetische Racematspaltung
Metallorganische Chemie TU Darmstadt kinetische Racematspaltung Krel= 58 99% ee Krel = 2,4 84% ee 10 Krel 100 20 5 3 SM PRODUKT 50 Krel= 58 gef. 93% ee kinetische Racematspaltung SubstratRS wird zu SubstratR und ProduktS durch den selben Katalysator aber mit diastereomeren 鄇 umgesetzt Abweichungen von diesem Verhalten sind m鐷lich bei verschiedenen aktiven Katalysatoren oder zus酹zlichen Reaktionswegen vom 鄇 Sharpless JACS 1981, 103, 6237; Sih JACS 1982, 104, 7294 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

104 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Missing link der ARCM? Die fehlende optische Verunreinigung die f ein einfaches System erwartet wird, wird kompensiert durch das auftreten eines Dimerisierungsproduktes das erwiegend von einem der Enantiomeren gebildet wird Schrock JACS 1998, 120, 4041 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

105 Metallorganische Chemie
Ringschluss-Metathese S. J. Miller, R. H. Grubbs J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5855 Metallorganische Chemie

106 Metallorganische Chemie
S. J. Miller, R. H. Grubbs J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5855 Metallorganische Chemie

107 Nebenreaktionen der RCM
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Nebenreaktionen der RCM Dimerisierung Polymerisierung Welche Nebenreaktionen gibt es Dimerisierung Polymerisierung thermischer Zerfall des Carbens unter Carben Dimerisierung Vorsicht bei Enolethern! Alkylreste wandern zum Metall und generieren inaktive Metall-Carbonyl-Komplexe Carben-Dimerisierung Carbonylbildung Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

108 Lektionen aus den Totalsynthesen ?
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Lektionen aus den Totalsynthesen ? cis/trans-> Hydrierung 5-8 gliedrige Ringe => cis Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

109 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Lessons learned 1,5- und 1,6-Abstände vermeiden oder sterisch überfrachten Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

110 Metallorganische Chemie
N-AllGlyOEt Gly-OMe DCC/HOBt TEA/DCM 88% DCC/HOBt TEA/DCM 86% O O KOH Dioxan/H 2 O 67% N OH N N H OH O O O O O N N N H O O O A. Füstner JACS 1997, 119, 9130 30% Ti(OiPr) 4 15% (PPh 3 ) 2 Ru(CHPh)Cl Toluol 70°C O O O 11 N N N H N 11 O O O N O N H O O Metallorganische Chemie O

111 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
PCy3 Dissoziation H+ CuCl MeI Ti(OiPr)4 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

112 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Schrock versus Grubbs Stabilität -78°C 20°C Lagerung inert inert H20 - ? O2 - Carbonyle - Amide - Alkohole - TON/TOF ++ + 1 mmol 400,- € 90,- € Substrate Grubbs sollte einmal aus DCM/Hexan umkristallisiert werden. WASSERGLAS Der Grubbs Katalysator wurde durch Einfrung von Tetramethylammonium (Cholin) wasserl飉lich und erm鐷licht die Metathese polarer Substrate in Wasser Thisbe Lindhorst, Laura Lee Kiesling Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

113 Initiatoren der Metathese
Metallorganische Chemie TU Darmstadt Initiatoren der Metathese ROBERT H. GRUBBS, geb Caltech, Pasadena, Ca B.S. 1963, M.S., 1965, U. Florida; Ph.D. 1968, Columbia University; , Stanford University. RICHARD R. SCHROCK A.B U. California, Riverside Ph.D Harvard University Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

114 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Serendipity = Zufall? Prinzen von Serendip (Sri Lanka) Keine Reaktion? Hoveyda et al. Intramolekulare Chelatbildung verlangsamt die Reaktion Ausnahme: ähnliche Chelatbildung im Produkt Stabiler Komplex: Luft + Chromatographie => recycling Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

115 Metallorganische Chemie
Neue Katalysatoren Mesitylen Trisubstituierte und elektronenarme Alkene chiral durch R-Binaphtyl Metallorganische Chemie

116 Metallorganische Chemie TU Darmstadt
Neue Katalysatoren K. Grela Angew, Chem, 2002,114, 4219 Acrylnitrile R.H. Grubss Angew. Chem, 2002, 114, 4207 K. Grela Angew. Chem, 2002, 114, 4219 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

117 Metathese an festen Phasen
Immobilisierte Metathese heterogen wiederverwendbar Bumerang Katalysator homogen „5 mal verwendbar“ = nur 20% aktiv Lösliche „feste“ Phasen: PEG (homogen) Bindungsbruch Metallorganische Chemie

118 Metallorganische Chemie
Übersichtsartikel S. Blechert Angew. Chem. 2003, 115, Alkene Metathesis in Organic Synthesis, Topics in Organometallic Chemistry, Ed.: A. Fürstner, Springer 1998, Berlin ISBN Metallorganische Chemie