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Asymmetrische Synthese
Reduktion und Oxidation
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Vorschau Hydrierung Epoxidierung: Allgemein Epoxiden
Sharpless Epoxidierung Mechanismus Beispiele
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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
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Chirale Diphosphine TADDOL Ojima, Tetrahedron 1989, 45, 6901
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Katalysezyklus
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Beispiel: a-Acylamidocinnamat
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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%
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Mechanismus (2)
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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%
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Mechanismus (4)
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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)
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Beispiel: L-DOPA Knowles, Acc Chem Res 1983, 16, 106
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Beispiel: b-Acylamidocinnamat
Burk, J Amer Chem Soc 1996, 118, 5142
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Beispiel: Transfer-Hydrierung
Noyori, J Amer Chem Soc 1996, 118, 2521 & 4916
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BINAP: Synthese
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BINAP-Katalyse: Beispiele
Yanagisawa, J Amer Chem Soc 1996, 118, 4723
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Aktuelles Liu & Zhang, Eur J Org Chem 2005,
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Hydroformylierung 18.109 tpa!
Clark, Klosin, et al., J Amer Chem Soc, 2005, 127,
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Epoxide Epoxide sind höchst gespannte Moleküle
Stereospezifische Ringöffnung führt zu bifunktionellen Vebindungen Wichtige chirale Bausteine der organischen Synthese
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Klassische Methoden der Epoxidsynthese
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Epoxidreaktionen
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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
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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
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Weinsäure Diethylester (DET)
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Induzierte Chiralität
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Chemoselektivität (1)
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Chemoselektivität (2)
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Sharpless-Epoxidierung
Sharpless K B and Katsuki T, J Amer Chem Soc 1980, 102, 5974–5976
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Vereinfachtes Modell
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Beispiel
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Allylische Alkohole mit einem C-1 Substituenten
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Endergebnis
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Beispiel: Taxol J Org Chem 1986, 51, 46 Taxus baccata
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Katalysezyklus
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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
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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
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Beispiel
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Elektronenarme Olefine: Julia-Colonna
Juliá et al., Angew Chemie Int Ed Engl 1980, 19, 929 Cappi et al., Chem Comm 1998, Clausenia lansium
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Fragen/Bemerkungen ? Sharpless K B, Angew. Chem. 2002, 41, 2024–2032
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