Asymmetrische Hydroborierung Vortrag von Daniel Meidlinger und Lisa Karmann im Rahmen der Vorlesung OC6

Inhaltsübersicht Teil 1: Teil 2: Rhodium-katalysierte Hydroborierung Einleitung Hydroborierung von Alkenen Hydroborierung von Ketonen Reagenz zur Synthese von Diolen Teil 2: Rhodium-katalysierte Hydroborierung 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 2

Mechanismus der Rhodium-katalysierten Hydroborierung Catecholboran 4,4,6-Trimethyl-1,3,2- dioxaborinan Pinacolboran B Borazin

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,R)-DIOP (R)- und (S)-BINAP 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 Mit steigender Menge an Ligand erhöht sich der Enantiomereüberschuss! Übersicht über die erhaltenen Ergebnisse der Hydroborierung und Oxidation von Norbornen

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

Synthese von Ibuprofen bzw. Naproxen 4 3 4 (R)-Ibuprofen (R)-Naproxen

Synthese von Sertralin 1) 0,4 eqCatecholboran 1mol% R-Kat 2) 30% aq. H2O2 S 1) 0,6 eqCatecholboran 1mol% S-Kat 2) 30% aq. H2O2 S 1) 5 eq Catecholboran 10mol% S-Kat S 2) ZnEt2 / MeNHCl S

Literaturverzeichnis H.C.Brown, P.V. Ramachandran, J. Organom. Chem., 500 (1995) 1-19 S. P. Thomas, V. K. Aggarwal, Angew. Chem. Int. Ed., 48 (2009) 1896-1898 E. Canales, K. Ganeshwar, J. Am. Chem. Soc., 127 (2005) 11572-11573 A. Z. Gonzalez, J.G. Roman, J. Am. Chem. Soc, 130 (2008) 9218-9219 P. J. Reider, P. Davis, J. Org. Chem, 52 (1987) 957-958 A.M. Carrol, T. O´Sullivan, P. Guiry, Adv. Synth. Catal., 347 (2005) 609 A.Togni, C. Breutel, J. Am. Chem. Soc., 116 (1994) 4062 A. Segarra, R. Guerrero, C.Claver, E. Fernandez, Chem. Commun., (2001) 1808 A. Chen, Li Ren, C. Crudden, Chem. Commun., (1999) 611 K. Maeda, J.M. Brown, Chem. Commun., (2002) 310