Enantioselektive Metallophosphite: Experimentelle und theoretische Studien zu Reaktivitäten und Selektivitäten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Enantioselektive Katalysatoren haben als effizienteste Werkzeuge der organischen Synthese eine zentrale Bedeutung bei der Herstellung enantiomerenreiner Verbindungen. Derartige enantiomerenreine Substanzen kommen vielfältig zum Einsatz, insbes. als Wirkstoffe (Pharmaka, Duftstoffe, etc.). Bei Acyloin-artigen Kupplungen werden die C-Atome zweier Carbonylsysteme mit Hilfe eines Katalysators miteinander verbunden, aus einfachen Molekülen werden komplexere, höher funktionalisierte Systeme aufgebaut. Der Katalysator muss hierbei nicht nur die "Umpolung" eines elektrophilen C-Atoms in ein C-Nukleophil bewirken, er muss auch die darauffolgende C-C-Knüpfung enantioselektiv steuern. Durch dieses Projekt konnten die Umpolungs-Reaktionen verschiedener Katalysator-Typen (Cyanid, Carbene und Phosphite) mit unterschiedlichen Substraten (aliphatische oder aromatische Aldehyde, bzw. Acylsilane) quantenchemisch analysiert und ihre unterschiedlichen Reaktivitäten verglichen und erklärt werden. Neuartige Umpolungskatalysatoren konnten mit Terpen-basierten, enantiomerenreinen Diol-Strukturen entwickelt werden. Nach Umwandlung der Phosphonat-Präkatalysatoren in Lithiumphosphite, wurden diese erfolgreich in enantioselektiven Kreuz-Benzoin-Kupplungen zwischen Triethylbenzoylsilan und Benzaldehyd sowie para-Methoxybenzaldehyd eingesetzt. Für CF3-substituierte Katalysatoren wurden besonders hohe Reaktivitäten gefunden, währen die höchsten Enantioselektivitäten mit Benzhydryl-Fenchol-Phosphiten erzielt wurden. Der modulare Aufbau dieser Katalysatoren erlaubt breite strukturelle Variationsmöglichkeiten, die derzeit zur weiteren Optimierung der Umpolungskatalysatoren eingesetzt werden. Diese Ergebnisse können somit einen wertvollen Beitrag zur Entwicklung effizienterer Umpolungskatalysatoren für enantioselektive Acyloin-Kupplungen liefern.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- "Umpolung Catalysts: Comparative Assessments on Reactivities". J. Mol. Mod. 2006, 12, 591-595
B. Goldfuss, M. Schumacher
- "Control of asymmetric biaryl conformations with terpenol moieties: Syntheses, structures and energetics of new enantiopure C2-symmetric diols". Beilstein J. Org. Chem. 2008, 4
Y. Alpagut, J. Neudörfl, B. Goldfuss
- "Umpolung catalysis: assessment of catalyst and substrate reactivities in acyloin type reactions". Tetrahedron 2008, 64, 1648-1653
B. Goldfuss, M. Schumacher
- „Synthesen und strukturelle Studien neuartiger terpenbasierter C2-symmetrischer Diole und Aminoalkohole für die enantioselektive Katalyse“. Disseration, Universität zu Köln, 2008
Yesim Alpagut
