Dokument: Titan(IV)-katalysierte dynamisch-kinetische asymmetrische Umwandlung von Alkoholen, Silylethern und Acetalen unter Kohlenstoff-Allylierung

Titel:	Titan(IV)-katalysierte dynamisch-kinetische asymmetrische Umwandlung von Alkoholen, Silylethern und Acetalen unter Kohlenstoff-Allylierung
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=9952
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20081218-131044-6
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Kotter, Wolfgang [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 1,21 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 17.12.2008 / geändert 17.12.2008
Beitragende:	Prof. Dr. Braun, Manfred [Gutachter] Prof. Dr. Haenel, Matthias W. [Gutachter]
Stichwörter:	Titan, Allylierung, dynamisch-kinetisch asymmetrische Umwandlung
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie
Beschreibung:	Es gibt viele Beispiele für eine nucleophile Addition von Allylmetall-Reagentien an prochirale Aldehyde und Ketone. Die Gewinnung enantiomerenreiner Kohlenstoff-Kohlenstoff Verknüpfungsprodukte aus racemischen Edukten unter Lewis-saurer Titan(IV)-vermittelter Kohlenstoff-Allylierung, im Sinne einer dynamisch-kinetische asymmetrischen Umwandlung, war bisher noch nicht bekannt. In dieser Arbeit konnte erstmals gezeigt werden, dass enantioselektive Kohlenstoff-Allylierungen, ausgehend von racemischen Substraten, mit einem chiralen Difluortitankomplex 20 möglich sind. Mithilfe des reaktiven Komplexes, basierend auf einer 2-Amino-1,1,2-triphenylethanol-Einheit, und Allyltrimethylsilan konnten stereoselektive Allylsubstitutionen von Hydroxy-, Trimethylsiloxy- und Alkoxygruppen an racemischen Substrate erzielt werden. Die hier beschriebene dynamisch-kinetische asymmetrische Umwandlung von racemischen Substraten, deren Abgangsgruppen sich an besonders aktivierten Positionen befinden, bietet einen effizienten Zugang zu Verbindungen mit quartären stereogenen Kohlenstoffzentren. Die Umwandlung der racemischen Alkoholsubstrate in ihre Trimethylsilyl- und Alkylether eröffnet erstmals die Möglichkeit substöchiometrische Mengen des chiralen Titankomplexes bei der Kohlenstoff-Allylierung einzusetzen. Trotz der Sauerstoffpräsenz in diesen Abgangsgruppen gelang es, die Titan(IV)-vermittelte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verknüpfung nicht nur katalytisch, sondern auch mit hoher Enantioselektivität, im Sinne der dynamisch-kinetischen asymmetrischen Umwandlung, zu realisieren. Diese neuartige Titan(IV)-katalysierte Allylsubstitution einer Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindung konnte an carbocyclischen, racemischen Kohlenwasserstoff-Substraten mit hohen Enantioselektivitäten (> 92% e.e.) beobachtet werden. Eine enantioselektive Kohlenstoff-Allylierung ließ sich auch auf offenkettige Kohlenwasserstoff-Substrate, bei denen das stereogene Zentrum (C-1) nicht in ein gesättigtes Ringsystem eingebunden war, mit Enantioselektivitäten von 90% e.e. übertragen. Alle carbocyclischen Allylierungsprodukte konnten in Ausbeuten > 93% erhalten werden. Die drastischeren Reaktionsbedingungen (Erhitzen unter Rückfluss), auf Grund der Reaktionsträgheit des Substrats, machen sich beim offenkettigen Phenylethan-System in der Enantioselektivität bemerkbar. Die Aufklärung der absoluten Konfiguration der Überschussallylierungsenantiomere erfolgte durch direkten Drehwertvergleich, oder nach Korrelationssynthesen unter Konfigurationserhalt und anschließendem Drehwertvergleich der literaturbekannten enantiomerenreinen Verbindungen. Die Ausdehnung der stereoselektiven Titan(IV)-vermittelten Kohlenstoff-Allylierung auf heterocyclische-Systeme stellte ein reizvolles Ziel dar. Hierbei konnte eine große Anwendungsbreite der Kohlenstoff-Allylierung mit Titan(IV)-Reagentien festgestellt werden. Auch bei den racemisch eingesetzten Trimethylsilyl- und Alkylethern der Heterocyclen Tetrahydropyran und Cbz-geschütztes Piperidin konnte eine enantioselektive Produktsteuerung erzielt werden. Das stereogene Zentrum ist in α-Stellung zum Heteroatom im Ringsystem eingebunden. Die Allylierungsprodukte konnten mit über 75%igen Ausbeute und mit einer Enantioselektivität von 42% bis 79% e.e. erhalten werden. Die Aufklärung der absoluten Konfiguration der Überschussallylierungsenantiomere erfolgte durch direkten Drehwertvergleich mit literaturbekannten enantiomerenreinen Verbindungen. Eine katalytische Aktivität des Titan(IV)-Komplexes konnte bei der Kohlenstoff-Allylierung der racemischen N,O-Acetale beobachtet werden. Bei den racemischen O,O-Acetalen wurden die Ausbeuten und Enantioselektivitäten durch den Einsatz doppeltstöchiometrischer Mengen des Titan(IV)-Komplexes deutlich gesteigert. Die, bisher unbekannte, stereoselektive Lewis-saure Titan(IV)-katalysierte Kohlenstoff-Allylierung eines racemischen Siloxy- oder Alkoxysustrats, die als dynamisch-kinetische Umwandlung erfolgt, konnte im Rahmen dieser Arbeit am 1-Methylindan-System erstmals mit hohen Enantioselektivitäten von fast 99% e.e. und Ausbeuten > 94% gezeigt werden. Diese nicht substratspezifische, neuartige Methode der C-C-Verknüpfungsreaktion, kann in vielerlei Hinsicht einen Zugang zu neuen quartären Molekül-Bausteinen ermöglichen. Darüber hinaus konnte im Rahmen dieser Arbeit die Titan(IV)-katalysierte Disproportionierung des 1-Methyl-3,4-dihydronaphthalins 60 beobachtet werden, die zu gleichen Teilen das Reduktionsprodukt 1-Methyl-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin rac-61 und das Oxidationsprodukt 1-Methylnaphthalin 62 liefert. Reduktion, ca. 44% rac-61, Oxidation, ca. 44% 62. Wird Cyclohexdien 63 mit 1-Methyl-3,4-dihydronaphthalin 60 zu 1-Methyl-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin rac-61 umgesetzt, kann Einfluss auf die Reaktionssteuerung zugunsten des reduktiv oder oxidativ gebildeten Produktes genommen werden. Unter katalytischer Verwendung des chiralen Difluortitankomplexes 20 konnte im Rahmen dieser Arbeit bei der in Abbildung 86 dargestellten Redoxreaktion keine Enantioselektivität beobachtet werden. Die hier vorgestellte Titan(IV)-katalysierte Kohlenstoff-Allylierung konnte, bezüglich ihrer Anwendungsbreite, einerseits durch eine Substratvariation und andererseits auch durch eine Nucleophilvariation ausgedehnt werden. So sind sowohl auf der Substat-Seite Allylierungen an Fluoren-Dihydroanthracen-, Arylkohlenwasserstoff- oder Schwefel-heterocyclischen-Einheiten, als auch auf der Kohlenstoff-Nucleophil-Seite Umsetzungen mit substituierten Allylsilanen oder Silylenolethern denkbar. Zur Erhöhung der Lewis-Acidität des chiralen Difluortitankomplexes können am Alkoxyiminliganden auch noch weitere funktionelle Gruppen, die als Elektronenakzeptoren wirken, eingeführt werden. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit könnte eine Titan(IV)-vermittelte Alternative zur Tsuji-Trost Reaktion darstellen. Hierbei erscheint es reizvoll, racemische Allylacetatsubstrate mit Lewissauren Titanaten stereoselektiv mit den oben beschriebenen Kohlenstoff-Nucleophilen umzusetzten. Titan könnte alternativ die bisher bekannten toxischen Übergangsmetalle Palladium, Iridium oder Rhodium ersetzen. Im Sinne der dynamisch-kinetischen asymmetrischen Umwandlung könnte bei der Titan(IV)-vermittelten Kupplungsreaktion die Regioselektivität, in Abhängigkeit der sich bildenden 1,3-ständigen diastereomeren Kontaktionenpaare, unter dem Einfluss harter oder weicher Nucleophile untersucht werden.
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Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Organische Chemie und Makromolekulare Chemie
Dokument erstellt am:	18.12.2008
Dateien geändert am:	17.12.2008
Promotionsantrag am:	08.09.2008
Datum der Promotion:	10.12.2008