Asymmetrische Hydroborierung

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

InhaltsübersichtTeil 1:- Einleitung- Hydroborierung von Alkenen- Hydroborierung von Ketonen- Reagenz zur Synthese von Diolen

Teil 2: Rhodium-katalysierte Hydroborierung• Einleitung• 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

Borazin

B

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)- und (S)-BINAP

(R,R)-DIOP

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

Übersicht über die erhaltenen Ergebnisse der Hydroborierung und Oxidation von Norbornen

Mit steigender Menge anLigand erhöht sich derEnantiomereüberschuss!

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

4

Synthese von Ibuprofen bzw. Naproxen

(R)-Naproxen (R)-Ibuprofen

3 4

Synthese von Sertralin

1) 0,4 eqCatecholboran 1mol% R-Kat

2) 30% aq. H2O2

1) 0,6 eqCatecholboran 1mol% S-Kat2) 30% aq. H2O2

1) 5 eq Catecholboran 10mol% S-Kat

2) ZnEt2 / MeNHCl

S

S

S

S

R

Literaturverzeichnis

• H.C.Brown, P.V. Ramachandran, J. Organom. Chem., 500 (1995) 1-19

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