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Asymmetrische Synthese

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Präsentation zum Thema: "Asymmetrische Synthese"—  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: H2 H- LiAlH4 mit O-Liganden Chemoselektivität bei kat/H2: 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: a-Acylamidocinnamat

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

10 Mechanismus (4)

11 Beispiele Z/E R1 R2 Ligand e.e.,% Z E H iPr Ph MeOCH2 nPr Me
(S,S)-Chiraphos (R,R)-DIPAMP (S)-BINAP 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: b-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 18.109 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 SN2
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 R C-3 : C-2 C7H15 3.5 : 1 Cyclohexyl 1.7 : 1 BnOCH2 1 : 1 But 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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