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Asymmetrische Synthese Reduktion und Oxidation. Vorschau Hydrierung Epoxidierung: Allgemein Epoxiden Sharpless Epoxidierung Mechanismus Beispiele.

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Präsentation zum Thema: "Asymmetrische Synthese Reduktion und Oxidation. Vorschau Hydrierung Epoxidierung: Allgemein Epoxiden Sharpless Epoxidierung Mechanismus Beispiele."—  Präsentation transkript:

1 Asymmetrische Synthese Reduktion und Oxidation

2 Vorschau Hydrierung Epoxidierung: Allgemein Epoxiden Sharpless Epoxidierung Mechanismus Beispiele

3 Asymmetrische Hydrierung Katalysator: Übergangsmetall-chiraler Ligand-Chelat: Rhodium(I) oder Ruthenium(II) Chirales Diphosphin Chirales Diol mit Ti, Al Substrat: C=C C=N Stöchiometrischer Reagenz: H 2 H - LiAlH 4 mit O-Liganden Chemoselektivität bei kat/H 2 : C=N > C=O > C=C Mit Rh(I)-P nur C=C

4 Chirale Diphosphine TADDOL Ojima, Tetrahedron 1989, 45, 6901

5 Katalysezyklus

6 Beispiel: Acylamidocinnamat

7 Mechanismus (1) 2 diastereomere Komplexe im Gleichgewicht Oxidative H-Addierung is irreversibel und Reaktionsbestimmend (langsam) Stereoselektivität bestimmt von k maj k min `Minor´ Komplex reagiert schneller als `Major´ Komplex k maj :k min ist 1:573 [Komplex] maj :[Komplex] min ist 11:1 Also (S):(R) ~ 52:1, e.e. 96%

8 Mechanismus (2)

9 Mechanismus (3) 2 diastereomere Komplexe im Gleichgewicht Oxidative H-Addierung is irreversibel und Reaktionsbestimmend (langsam) Stereoselektivität bestimmt von k maj k min `Minor´ Komplex reagiert schneller als `Major´ Komplex k maj :k min ist 1:573 [Komplex] maj :[Komplex] min ist 11:1 Also (S):(R) ~ 52:1, e.e. 96%

10 Mechanismus (4)

11 Beispiele Z/EZ/ER1R1 R2R2 Ligande.e.,% ZZZZEEEEZZZZEEEE H iPr Ph MeOCH 2 nPr iPr Ph MeOCH 2 H Me H Me (S,S)-Chiraphos (R,R)-DIPAMP (S)-BINAP (R,R)-DIPAMP 92 (R) 100 (R) 96 (S) 86 (S) 95 (S) 78 (S) 87 (R) 94 (S)

12 Beispiel: L-DOPA Knowles, Acc Chem Res 1983, 16, 106

13 Beispiel: Acylamidocinnamat Burk, J Amer Chem Soc 1996, 118, 5142

14 Beispiel: Transfer-Hydrierung Noyori, J Amer Chem Soc 1996, 118, 2521 & 4916

15 BINAP: Synthese

16 BINAP-Katalyse: Beispiele Yanagisawa, J Amer Chem Soc 1996, 118, 4723

17 Aktuelles Liu & Zhang, Eur J Org Chem 2005,

18 Hydroformylierung tpa! Clark, Klosin, et al., J Amer Chem Soc, 2005, 127,

19 Epoxide Epoxide sind höchst gespannte Moleküle Stereospezifische Ringöffnung führt zu bifunktionellen Vebindungen Wichtige chirale Bausteine der organischen Synthese

20 Klassische Methoden der Epoxidsynthese

21 Epoxidreaktionen

22 Sharpless Epoxidierung Man-made catalysts that are at least as good as, or probably even better than enzymes, very specific catalysts Reaktion entwickelt 1980, Nobelpreis 2001

23 Sharpless Epoxidierung Enantioselektive Epoxidierung von Allylalkoholen Reagenzien: Ti(iPrO) 4, Diethyltartrat (DET), tBuOOH Hohe asymmetrische Steuerung Induzierte Chiralität bestimmt durch DET-Chiralität Chemoselektiv Katsuki&Sharpless, J Amer Chem Soc 1980, 102, 5974 Corey, J Org Chem, 1990, 55, 1693 Narasaka & Iwasawa, Chemtracts - Org Chem 1998, 11, 23-28

24 Weinsäure Diethylester (DET)

25 Induzierte Chiralität

26 Chemoselektivität (1)

27 Chemoselektivität (2)

28 Sharpless-Epoxidierung Sharpless K B and Katsuki T, J Amer Chem Soc 1980, 102, 5974–5976

29 Vereinfachtes Modell

30 Beispiel

31 Allylische Alkohole mit einem C-1 Substituenten

32 Endergebnis

33 Beispiel: Taxol J Org Chem 1986, 51, 46 Taxus baccata

34 Katalysezyklus

35 Epoxidreaktionen Epoxidöffnung durch S N 2 Elektronenarme Gruppe neben Reaktionszentrum senkt Reaktionsgeschwindigkeit Angriff an C–3 wird bevorzugt durch elektronenziehende Gruppen an C-1 Angriff an C–2 wird bevorzugt durch größeren Gruppen an C-3

36 Verstärkung des C–3-Angriffs Elektronenziehende Gruppe an OH Chelatierung durch Ti(IV) Isopropoxid RC-3 : C-2 C 7 H : 1 Cyclohexyl1.7 : 1 BnOCH 2 1 : 1 Bu t C-2 allein 2

37 Beispiel

38 Elektronenarme Olefine: Julia-Colonna Juliá et al., Angew Chemie Int Ed Engl 1980, 19, 929 Cappi et al., Chem Comm 1998, Clausenia lansium

39 Fragen/Bemerkungen ? Sharpless K B, Angew. Chem. 2002, 41, 2024–2032


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