Metallorganische Chemie1 Maskierte Anionen 9-Hydroxydendrolasin.

Metallorganische Chemie 1

Maskierte Anionen

O

O

Li-SnBu3

Cl OEt

PhNMe2

O

O

SnBu3

OEt

Bu-Li

-Bu4SnO

OOEt

ClH2O

O

OH

9-Hydroxydendrolasin


Maskierte chirale Anionen

R

OLi-SnBu3

Cl OMeR

O

SnBu3

OMe

BuLiTHF

-78°C

R

O

SnBu3

R

O

SnBu3

OMe

R

O

SnBu3

OMe+

MOM-ClenantioselektiveReduktion

R

O OMeHRacematspaltung


Transmetallierung: Cuprat

R

O Li-SnBu3

Cl OMe R

O

SnBu3

OMe

-60°CCuCN

BuLiTHF-78°C

R

O

Cu(CN)Li2

OMe

2

O

TMSClTHF-78°C

R

O OMe

O

Selektive 1,4-Addition


Allylierung in ionic liquids

BMIM PF6

OSn(Allyl)4

N N

PF6

OH

16h 15C


Allylierung von Aldehyden

BMIM 73%MeOH 82%syn/anti 93:7

Sn(Allyl)4

N N

BF4

24h 30C

NH

H

O

or MeOH

NH

HO

NH

HO

syn

anti


Kovalente Sn-H Bindung

• Elektronegativitäten (Pauling)Mg 1.31Zn 1.65

In 1.78Sn 1.96H 2.20C 2.55

=> H-Sn ist nahezu kovalent

0.24

0.25


Kovalente Sn-H Bindung

• Bindungsenthalpien Sn-H 264 kJ/molSn-Br 550 kJ/mol

C-H 338 kJ/mol

C-Br 280 kJ/mol

C-C 607 kJ/mol

C-Sn ca 450 kJ/mol• stabil in polar protischen Lösungsmitteln

• Bu3Sn-H ist homolytisch spaltbar

Sn-H + C-Br -> Sn-Br + C-H


Tributylzinn-X

• Tributylzinnhydrid TBTH Radikalreaktionen

Reduktion: BartonCyclisierungen

• TributylzinnalkyleTransmetallierung Cu, Pd


5-ex trig Cyclisierung

O OO

I

O

O

O

RLi, Mg ...

Pd "H"

Bu3SnH

BuLi


TBTH 5-exo-trig Cyclisierung

O OO

I

O

O

O

Bu3SnH

Bu3Sn

O OO

Bu3SnI

O

O

O

Bu3Sn H - Bu3Sn

AIBNC6H6 rf

SnBu3

NN

CN

CN

CN

CN

- N2

Captodative Stabilisierung

AIBN: Azaisobutyronitril


TBTH 5-exo trig Cyclisierung

O OO

I

O

O

O

Bu3SnH

AIBNC6H6 rf

OBn

MeO

OBn

MeO

O OO

I

O

O

O

Bu3SnH

AIBNC6H6 rf

OBn

MeO

BnO

MeO

O

RRO

O OO

OBn

MeO

O

R

0% 90%


TBTH 5-exo trigonal

O

TBTHAIBN

C6H6 rf O

I

O O

5-exo-trigonal

TBTHBu3Sn


TBTH 5-exo digonal

O

TBTHAIBN

C6H6 rf O

I

O O

5-exo-trigonal

TBTH

H

HH

Bu3Sn


TBTH Reaktionen

O

TBTHAIBN

C6H6 rf Ph O

Br

Ph

Br

TBTHAIBN

C6H6 rf H


Chatgilialoglu

Tris(trimethylsilyl)silan(TMS)3SiH1 mol = 4000 €Acc. Chem. Res. 1992, 25, 188

Sn H

SiSi

Si

Si

H

TributylzinnhydridTBTH1 mol = 250 €


Katalytische Allylierung

R

O

Cl+

R

OH

80-100%

SnCl2/TiCl3

H2O

SnCl2

SnCl3

Cl

ClTi(III)

Ti(IV)

SnCl2


TBTH Ersatz: InCl3 + NaBH4

M-H

InCl3 H-InCl2R-X

R-H

TBTHNaBH4

Radikalische Reduktion

JACS 2002, 114 (6), 906


TBTH Ersatz

O

10% InCl3NaBH4

MeCN rt2h

Ph O

Br

Ph

Br H

50%cis:anti 15:88

10% InCl3NaBH4

MeCN rt 83%

O O

I 10% InCl3NaBH4

MeCN rt5 h

62%


-Kation / -Anion

R3Sn

RE+

R3SnR

R3Sn

E

-R3Sn+

E

-Kationstabilisierung durch2 e-3Z Bindung

-Anionstabilisierung durchvakante Orbitale


Nazarov Cyclisierung Sn

O

R'

TEAR3SnBF3

LDAOCHR''

O

R'

R3Sn R''HO

O

R'

R3Sn R''

O

R'

R3Sn R''

F3B

O

R'

R3Sn R''

F3B

R''

O

R'

R3Sn R''

OF3B

R'

R''

OF3B

R'H2O

Stabilstes Enon -StabilisierungCyclopentadien-Gleichgewicht


Nazarov Cyclisierung Si

O

Ph

R3SiBF3

O

Ph

O

Ph

SiR3

BF3

O

Ph

R3Si

F3BO

Ph

R3Si

F3BO

Ph

SiR3

F3B

H

-H+ -R3Si+


Übergangsmetalle

• Frühe Übergangsmetallehoch oxidiert d0

Elektronenarm => Lewis Säure Chemiekeine Rückbindung zum Liganden

• Späte Übergangsmetalle gering bis hochoxidiert ≠ d0

Elektronenreich => nukleophil, Rückbindung zum Liganden möglich


Titan

Bindungsenergien Elektronegativität• Ti-H 205 kJ/mol Si 1.90• Ti-C 423 kJ/mol Ti 1.54• Ti-Cl 494 kJ/mol Sn 1.96• Ti-O- 672 k/mol H 2.20• C 2.55

=> polare Ti-C, Ti-H Bindungenoxophil


Titan

Bindungslängen • Ti-O 170 pm 1.7 Å

• Mg-O 210 pm 2.1 Å

• Ti-C 210 pm 2.1 Å

• überwiegend tetraedrische Koordination

• R-Ti(OR´)3 meist monomer in Lösung


Titan

• McMurry Reaktion

• Kulinkovich Cyclopropanierung

• Tebbe Reagenz

• Schwartz Reagenz

• Titanocen

• Sharpless Epoxidierung (Metallorganik?)

• Ziegler Natta Verfahren


Titan Organyle

TiCl4 + 3 Ti(OiPr)4 4 ClTi(OiPr)3

TiCl4 + 3 LiNR2 4 ClTi(NR2)3

R'-M

R'-MR'-Ti(NR2)3

R'-Ti(OiPr)3

TiCl4 Me-Li Me-TiCl3*Et2OEt2O

+

-78°C

R

O

-30°Cin situ

R

OH

Reaktivität analog zu R-MgClaber destillierbar!


Titan Organyle

Ti

OiPr

OiPr

OiPr

H

R

Ti

OiPr

OiPr

OiPr

R

H

Rasche -Hydrid Eliminierung der 2°- und 3°-Titanorganyle limitiert die Synthesemöglichkeiten

=> 1°-Alkyl, Allyl, Benzyl


Pinakol Kupplung ohne TiCl3O Mg

HgCl2 katOHHO

O-

MgHgCl2 kat

OMg

O

Pinakol


Pinakol-Kupplung nach Corey

O TiCl3Zn Pulverkat CuSO4

O rtAufarbeitung

mit HCl

2x Ti(III)

OTiO

XX

O

OTi

X

X

HO

HO

80%


McMurry-KupplungTiCl3

Zn Pulverkat CuSO4

O 60°C

2x Ti(III)

2x

O

O

O

O

TiCl2

TiCl2

TiCl2

TiCl2

+3

+3

+3

+3

9% 91%

+

40% 60%


McMurry Produkte

NH

N

CF3

O


O

O nBuMgCl(iPrO)3TiCl

Et2O

cPenMgCl(iPrO)3TiCl

Et2O

OH

OH

OEt

O+

O

O nBuMgCl(iPrO)3TiCl

Et2O

cPenMgCl(iPrO)3TiCl

Et2O

OH

OH

OEt

O+

Kulinkovich Reaktion

Organic Synthesis 2003, 80, 111-116

71%

80%


Kulinkovich - Mechanismus

(iPrO)3TiClEt2O

2 eq Et-MgCl

Ti

iPrO OiPr

HMgCl2

Ti

iPrO OiPr

- EtMgCl-Cl-

CO2Me

Ti

iPrO OiPr

R

Ti

iPrO OiPr

R

Ti

iPrO OiPr

- C2H4

O

O

Ti

iPrO

PrOi

O OMe

-Hydrid Eliminierung

Ti

iPrO

iPrO

O

MeO Ti

iPrO

iPrO

OH

OMe

Cl


Ti

iPrO OiPr

RO

O

Ti

iPrO

PrOi

R

O O

Ti

iPrO

iPrO

R

O

EtOTi

iPrO

iPrO

R

OH

OEt

Cl

+

Kulinkovich - intermolekular

syn-Anordnung


Kulinkovich Reaktion

• ClTi(OR)3 /Ti(OR)4 R= iPr, tBu

• RMgX R= Et, Pr, Bu

• Lösungsmittel Et2O, THF, Toluol

• Toleranz funktioneller Gruppen:

Ether, Imine R-O-R, R-S-R, RN=CHR

• Inkompatible funktionelle Gruppen:

Amide RCONH-R

1°-, 2°-Amine R-NH2

Carbamate: ROCONH-R


Titanocen

TiCl

Cl

-H+

Formal 2e Donor (Anion)5 Bindung: 6e

Formal 16e Komplex2x 6 Cp-

2x 2 Cl-

„Ideal“ 18e Komplex=> 1 vakante Bindungstelle


Tebbe Reagenz

TiCl

Cl

Me3Al

MeLi

TiMe

Me

TiCl

Al

Base

Ti

Petasis Reagenz

Tebbe Reagenz

Me3Al neat!

Methyliden-Titanocen


Tebbe/Petasis

Titanium reagents for the alkylidenation of carboxylic acid and carbonic acid derivatives. Hartley, R.C.;McKiernan, Gordon J., JCS Perkin Trans.1 2002 2763-2793. JCS Perkin Trans.1 2002, 1369-1375

OToluol-30°-

N

MeO

MeO O

OO

N

MeO

MeO O

OPetasis

Tebbe

O

O


O

O

O

O

R

R

OH

OHL-(+)

Asymmetrische Epoxidation (AE)

R

R´´R´

OH

R OH R OH

O

Ti(OiPr)4 10%abs tBuOOH(+)-DET 11%

Isooctan/DCM/Toluol-20°C, 4 Å

O

O

O

O

R

R

OH

OH

R = Et: DETR = iPr: DIPT

O

O

O

O

R

R

OH

OH

D-(-)

R


AE-Mechanismus

O OTi

OTi O

O

E

O

E

OR

O

OO

R OH


AE-Mechanismus

O OTi

OTi O

O

O

E

O

E

OR

O

OO

R


AE-Mechanismus

O OTi

OTi O

O

O

E

O

E

OR

O

OO

R

Epoxyalkohol ist azider als der Allylalkohol

=> bessere Fluchtgruppe


Kinetische Racematspaltung

R OH

O

Ti(OiPr)4 10%tBuOOH

(+)-DET 11%

DCM, -20°C, 4 Å

R OHR OH

Krel 100502010

5

Produkt

10

K rel 10

0 20

5 3 5 SMee% ee%

94% ee20% yield


Daumenregeln• Zuerst E/Z des Substrates bestimmen!• Substratkonzentration 1 M • Ti-Alkoxid, DET und Substrat oder TBHP (1.1 eq)

30 min bei -20°C rühren. Nicht lagern!• Pulverisiertes 4 Å Molsieb verwenden• Keine der Lösungen über Molsieb lagern• DET/DIPT => +/- 2% ee mit E-Substraten• Payne Umlagerung vermeiden

R OH

OR

R

ROH

O


Daumenregeln AE• 3 E gibt bessere ee als 3Z

R OHOH

R

• 3° Alkohol? Geht nicht!

OH OHO


AE - Limitationen Mindestens 5M TBHP Lösung. 3M TBHP in Isooctan

(kommerziell) ist nicht kompatibel mit der AE.

Kein MeOH-stabilisiertes DCM verwenden.

Hexan, Pentan sind schlecht für die AE, verbessern aber

die Stabilität von TBHP.

TBHP Lösung in DCM oder Toluol frisch ansetzen und

sofort verwenden. JOC 1986, 1922.

Ti(OBut)4 für verwenden (keine Epoxidöffnung)OH

R


OH

O

AE NOs

N RSH

OHP

Metallorganische Chemie1 Maskierte Anionen 9-Hydroxydendrolasin.

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