Neuartige Oxygenierungen unter Verwendung von hypervalenten Iodverbindungen und ihr Potential in der organischen Synthese
Final Report Abstract
Im Rahmen dieses Projektes wurde die Bedeutung und Anwendbarkeit von 2‐Iodoxybenzoesäure (IBX) als Oxidationsmittel erforscht. Es konnte gezeigt werden, dass IBX in wässrigem DMSO als Lösungsmittel auf die α‐Position von Carbonylverbindungen schon bei Raumtemperatur Sauerstoff übertragen kann, sofern diese Position ausreichend aktiviert ist. Als potentielle Substrate für derartige Hydroxylierungen wurden 2‐Alkinylcarbonylverbindungen, 1,3‐Diketone, 3‐Ketoester und 3‐Ketoamide erfolgreich umgesetzt, wobei tertiäre Alkohole aufgebaut werden konnten, die über andere Reaktionswege nicht immer leicht zugänglich sind. Darüber hinaus wurde erstmals gezeigt, dass sich β‐Ketonitrile schon bei Raumtemperatur durch IBX dehydrogenieren lassen; die elektronenarmen Enone sind wertvolle Verbindungen für nachgeschaltete Umsetzungen. Wir haben ein neuartiges, wasserlösliches IBX‐Derivat erstmals dargestellt, das sich durch seine schwache Oxidationskraft auszeichnet. Auf diese Weise gelingt eine hochgradig chemoselektive und breit anwendbare Azideinführung bei 1,3‐Dicarbonylverbindungen, wobei Natriumazid als billige und gut handhabbare nucleophile Azidquelle dient. Funktionelle Gruppen wie Amine, und oxidierbare Alkohole bleiben unter den milden Reaktionsbedingungen unangetastet, so dass auch komplexe Moleküle einfach modifiziert werden können. In einer verwandten Reaktion konnte darüber hinaus gezeigt werden, dass auch Chlorierungen von 1,3‐Dicarbonylverbindungen und β‐Ketonitrilen gelingen, sofern eine zweiphasige Reaktionsmischung und Phasentransferkatalysatoren zusätzlich zum Einsatz kommen. Unsere Forschungsergebnisse beweisen eindrucksvoll, welch oxidatives Potenzial in dem einfachen Oxidationsmittel IBX noch steckt. Für weitere Forschungsansätze besonders interessant ist allerdings das Ergebnis, dass durch das Herabsetzen der Oxidationskraft und das genaue Anpassen des Oxidationsmittels an eine spezifische Aufgabe chemoselektive Umsetzungen möglich werden (wie z.B. Azidierungen und Dehydrogenierungen), die bislang so nicht denkbar waren.
Publications
- IBX‐Mediated α‐Hydroxylation of α‐Alkynyl Carbonyl Systems. A Convenient Method for the Synthesis of Tertiary Alcohols, J. Org. Chem. 2005, 70, 10210−10212
S. F. Kirsch
- A New Method for the Synthesis of Z‐Enediones via IBX‐Mediated Oxidative Rearrangement of 2‐Alkynyl Alcohol Systems, Chem. Commun. 2006, 764−766
B. Crone, S. F. Kirsch
- Novel Oxygenations with IBX, Chem. Eur. J. 2009, 15, 10713‐10716
A. Duschek, S. F. Kirsch
- 2‐Iodoxybenzoic Acid—A Simple Oxidant with a Dazzling Array of Potential Applications, Angew. Chem. 2011, 123, 1562‐1590; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1524‐1552
A. Duschek, S. F. Kirsch
- Practical Azidation of 1,3‐Dicarbonyls, Chem. Eur. J. 2012, 18, 1187–119
T. Harschneck, S. Hummel, S. F. Kirsch, P. Klahn
(See online at https://doi.org/10.1002/chem.201102680)
