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

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

Metallorganische Chemie Carbinkomplexe 13C-NMR dppm rel TMS Reaktivität Nu El -299 El Metallorganische Chemie

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

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

Katalytische Pauson Khand CO Review S. E. Gibson Angew. Chemie 2003, 115 (16), 1844-1854 http://dx.doi.org/10.1002/ange.200200547 Metallorganische Chemie

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

Katalytische Pauson Khand Ungeeignet im Labor Metallorganische Chemie

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

Katal. Pauson Khand: Additive Metallorganische Chemie

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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Regio- und stereoselektive Hydroformylierung Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Regio- und stereoselektive Hydroformylierung Breit, Bernhard.Synthetic Aspects of Stereoselective Hydroformylation. Accounts of Chemical Research 2003, 36(4), 264-275. Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Stereoselektive Hydroformylierung Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Stereoselektive Hydroformylierung Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

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

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

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

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

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

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

Dienyl Pauson Khand 2 Reaktionswege ? 3 Reaktionswege! Reduktive Eliminierung Paul A. Wender Angew. Chemie 2003, 115 (16), 1897-1901 http://dx.doi.org/10.1002/ange.200350949 Metallorganische Chemie

Dienyl Pauson Khand CO 1 atm Paul A. Wender Angew. Chemie 2003, 115 (16), 1897-1901 http://dx.doi.org/10.1002/ange.200350949 Metallorganische Chemie

Dienyl Pauson Khand Reduktion Rh 5% -> 1% CO 1 atm Paul A. Wender Angew. Chemie 2003, 115 (16), 1897-1901 http://dx.doi.org/10.1002/ange.200350949 Metallorganische Chemie

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

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

Metallorganische Chemie Diazoalkane Metallorganische Chemie

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

Insertion Caryl-Caryl Metallorganische Chemie

Metallorganische Chemie Rh(II) Metallorganische Chemie

Carben-> Nitril-Ylide Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Carben-> Nitril-Ylide Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Carben-> Nitril-Ylide Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Carben-> Nitril-Ylide Chemistry, Jadavpur University, Calcutta, India. Indian Journal of Chemistry, Section B: Organic Chemistry Including Medicinal Chemistry (2002), 41B(4), 854-855. 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), 5353-5361. Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Carbene-> Oxonium-Ylide Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Carbene-> Oxonium-Ylide Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Carbene-> Oxonium-Ylide Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Carbene-> Oxonium-Ylide Liebigs Ann. 1994, 129-132 Tet. Lett. 1997, 38, 3837 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

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

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

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

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

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

Metallorganische Chemie Heck Reaktion Metallorganische Chemie

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

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

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

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

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

Metallorganische Chemie Stille Kupplung Metallorganische Chemie

Metallorganische Chemie Stille Stitching Nur 1:1 Stöchiometrie Metallorganische Chemie

Stille Stitching Überschuss: TMS ist weniger reaktiv Metallorganische Chemie

Metallorganische Chemie Pd + Malonat Metallorganische Chemie

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

Metallorganische Chemie Pd + Mg/Zn Metallorganische Chemie

Pd: Alkylchloride und Grignard Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Pd: Alkylchloride und Grignard Pd(O) Oxidative Addition Reduktive Eliminierung Dogma: b-Hydrid Eliminierung M. Beller, Rostock Angewandte Chemie Volume 114, Issue 21, 2002. Pages: 4218-4221 http://download.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext?ID=99020226&PLACEBO=IE.pdf&mode=pdf Transmetallierung b-Hydrideliminierung PPh3: 79% PTol3 81% Metallorganische Chemie M. Beller, Rostock Angew. Chemie 114, 2002. 4218-4221 Prof. Boris Schmidt

Metallorganische Chemie Pd + Lithiumorganyle Metallorganische Chemie

Metathese meta tithemi Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metathese meta tithemi Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Entwicklung der Metathese Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Aktive Metalloxide und -halogenide Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

SHOP: Shell-Higher-Olefin Process Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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 > 1.000.000 t/a Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Monsanto-Gulf-Styrol Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Monsanto-Gulf-Styrol kein teures Benzol als SM Leider Blei-Verlust Nur 1/2 Ethylen Menge Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Verfahren Phillips 3 Olefin ARCO 136.000 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 12.000 t/a Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Mechanismus der Metathese Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 =-Brechung Gekreuzte Metathese Nachweis des Doppelbindungsbruches: nur 1 neues Produkt Calderon TL, 1967, 3327 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 [2+2] Cycloaddition HOMO LUMO dX2-Y2 pX HOMO Rapp JACS 1985, 107, 1206 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Carben-Initiation Oxidative Addition 1,3-Hydridshift Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Herrmann - MTO Beattie Inorg. 1979, 18, 2318 Hermann Inorg. 92,31, 4431 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

MTO Metathese Initiation Metallorganische Chemie

MTO Metathese Initiation Metallorganische Chemie

MTO Metathese Initiation Metallorganische Chemie

MTO Metathese Initiation Metallorganische Chemie

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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Polymerisationen Radikalisch Ionisch Metathese EA [kJ/mol] 75-125 8-21 28-97 -DH [kJ/mol] 80-100 80-100 0-30 Lebende Polymerisation Radikalische Polymerisation: kinetisch kontrolliert, Entropieverminderung DEA 75-125 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

ROMP-RCM-Polymerisation Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 ROMP-RCM-Polymerisation kJ/mol 118 115 31 Lebende Polymerisation Radikalische Polymerisation: kinetisch kontrolliert, Entropieverminderung DEA 75-125 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 LebENDE Polymere? Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

RCM: Schrock versus Grubbs Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Totalsynthesen und RCM Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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 38516 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

Festphasen Cyclisierung Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Nicolaou: Epothilon A 1997 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

Nicolaou: Epothilon B Danishefsky: Epothilon B2 Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 E/Z Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

terminal-Metathese-intern Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 terminal-Metathese-intern WO3/SiO2 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

Acetylen Polymerisation Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

gekreuzte Acetylen Metathese Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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.. 1997, 36, 2628 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

gekreuzte Acetylen Metathese Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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.. 1997, 36, 2628 Prof. Boris Schmidt

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

kinetische Racematspaltung: ARCM Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

kinetische Racematspaltung Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

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

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

Nebenreaktionen der RCM Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

Lektionen aus den Totalsynthesen ? Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Lektionen aus den Totalsynthesen ? cis/trans-> Hydrierung 5-8 gliedrige Ringe => cis Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Lessons learned 1,5- und 1,6-Abstände vermeiden oder sterisch überfrachten Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 PCy3 Dissoziation H+ CuCl MeI Ti(OiPr)4 Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Metallorganische Chemie TU Darmstadt Schrock versus Grubbs 27.03.2017 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

Initiatoren der Metathese Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 Initiatoren der Metathese ROBERT H. GRUBBS, geb. 1942. Caltech, Pasadena, Ca B.S. 1963, M.S., 1965, U. Florida; Ph.D. 1968, Columbia University; 1968-69, Stanford University. RICHARD R. SCHROCK A.B. 1967 U. California, Riverside Ph.D. 1971 Harvard University Metallorganische Chemie Prof. Boris Schmidt

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

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

Metallorganische Chemie TU Darmstadt 27.03.2017 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

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

Metallorganische Chemie Übersichtsartikel S. Blechert Angew. Chem. 2003, 115, 1944-1968. http://dx.doi.org/10.1002/ange.200200556 Alkene Metathesis in Organic Synthesis, Topics in Organometallic Chemistry, Ed.: A. Fürstner, Springer 1998, Berlin ISBN 3-540-64254-4 Metallorganische Chemie