Katalytische enantioselektive Hydrosilylierung von Pyridinen und benzanellierten Verwandten

• Antragsteller: Professor Dr. Martin Oestreich
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 250883966

Die partielle Reduktion von Pyridinen ist ein noch immer nicht zufriedenstellend gelöstes Problem in der Synthesechemie, auch weil die herkömmliche Birch-Reduktion und moderne übergangsmetallkatalysierte Hydrierungen gemeinhin nicht das gewünschte Dihydropyridin bilden. Schlagkräftige Alternativen stellen chemoselektive Hydroborierungen und Hydrosilylierungen dar, und einige der jüngst entwickelten Methoden ermöglichen sogar die regioselektive Überführung von Pyridin selbst und substituierten Pyridinen in 1,2- beziehungsweise 1,4-Dihydropyridine. Letztlich blieb die Anwendungsbreite dieser Katalysen aber recht klein. Unserer Arbeitsgruppe glückte nun die Ausarbeitung einer hochgradig 1,4-selektiven Hydrosilylierung, die selbst die 1,4-Reduktion von 4-substituierten Pyridinen erlaubt. Der Schlüssel zum Erfolg war die kooperative Aktivierung von Si-H-Bindungen an der polaren Ru-S-Bindung eines koordinativ ungesättigten Ruthenium(II)-Komplexes als Katalysator. Die Spaltung der Si-H-Bindung setzt ein schwefelstabilisiertes Siliciumkation frei, das vom Pyridinstickstoffatom sofort unter Bildung eines Pyridiniumions abgefangen wird, während der gleichzeitig gebildete Ruthenium(II)-Hydrid-Komplex jene Pyridiniumionzwischenstufe 1,4-selektiv reduziert. Diese ungewöhnliche Regioselektivität bietet bei Einbringung eines Substituenten in 4-Position am Pyridinkern jetzt erstmals die Möglichkeit, substituierte Pyridine in die entsprechenden asymmetrisch substituierten 1,4-Dihydropyridine zu überführen. Das Nahziel dieses Projektes ist nun die Entwicklung chiraler Ruthenium(II)-Katalysatoren, die eine enantioselektive Hydridübertragung auf prochirale 4-substituierte Pyridiniumionen ermöglichen. Das Prinzip wird auch auf die verwandten Chinoline (1,4-Reduktion) und entsprechende Isochinoline (1,2-Reduktion) ausgeweitet werden. Das Fernziel nach Etablierung der Methode könnte in einer etwaigen weiteren Förderperiode in der Anwendung der erhaltenen stickstoffhaltigen Dihydroaromaten in bisher noch nicht bekannten enantioselektiven Transferhydrosilylierungen liegen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen