Dreierlei Strategien zur nichtenzymatischen kinetischen Racematspaltung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Forschungsvorhabens konnten wir die reagenzkontrollierte, Cu–H-katalysierte Si–O-Kupplung weiterentwickeln und auf ungewöhnliche Substrate (tertiäre Alkohole) ausweiten. Im Zuge dieser Arbeiten synthetisierten wir erstmals ein gespanntes und damit reaktives, siliciumstereogenes Silan. Ein Highlight war dann die hochgradig diastereoselektive Rh(I)-Katalyse mit einem bislang unerreichten Selektivitätsfaktor von 900; auf dieser Grundlage konnte allerdings noch keine Rh(I)-katalysierte, dynamisch kinetische Racematspaltung entwickelt werden. Große Fortschritte machten wir im Bereich der katalysatorkontrollierten, Cu–H-katalysierten Si–O-Kupplung. Der fundamentale Aspekt dieser enantioselektiven, dehydrierenden Si–O-Kupplung ist die Tatsache, dass zur Unterscheidung der enantiomeren Alkohole nur ein chiraler, monodentater Ligand am Kupferzentrum vonnöten ist. Eine derartige Katalyse ist ein wegweisender Beitrag zur asymmetrischen Synthese! Die perfekte Diastereoselektivität in der reagenzkontrollierten, Rh(I)-katalysierten Si–O-Kupplung war sicherlich einer der großen Überraschungsmomente dieses Forschungsvorhabens. Die Stereoinduktion geht ja lediglich auf einen niedermolekularen Kohlenwasserstoff mit der Si–H-Bindung als alleiniger funktioneller Gruppe zurück, die eine schwache Wechselwirkung (Lewis-Säure/Base-Komplex von Silicium und Sauerstoff und/oder Koordinierung der Si–H-Bindung an des Metallzentrum) mit dem Rhodium–Alkoholat-Komplex eingeht. Die Verwirklichung der katalytisch asymmetrischen, Cu–H-katalysierten Si–O-Kupplung wurde zwar gezielt entwickelt, aber der tatsächliche Erfolg kann durchaus als „Überraschung“ gewertet werden. Die Stereoinduktion geht höchstwahrscheinlich auf nur einen einzigen monodentaten, chiralen Liganden am Kupferzentrum im stereochemiebestimmenden Schritt der Katalyse zurück. Damit nimmt dieser enantioselektive Prozess eine Sonderstellung im weiten Feld der asymmetrischen Katalyse ein. Eine „böse Überraschung“ war hingegen der Befund, dass sich donorfunktionalisierte Alkohole nicht mit konventionellen Katalysatorsystem racemisieren lassen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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„Chiral Recognition with Silicon-Stereogenic Silanes: Remarkable Selectivity Factors in the Kinetic Resolution of Donor-Functionalized Alcohols“, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 9335–9338
H. F. T. Klare und M. Oestreich
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„Kinetic resolution of donor-functionalised tertiary alcohols by Cu–H-catalysed stereoselective silylation using a strained silicon-stereogenic silane“, Org. Biomol. Chem. 2008, 6, 1435–1440
B. Karatas, S. Rendler, R. Fröhlich und M. Oestreich
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„Stereoselective Alcohol Silylation by Dehydrogenative Si–O Coupling: Scope, Limitations, and Mechanism of the Cu–H-Catalyzed Non-Enzymatic Kinetic Resolution with Silicon-Stereogenic Silanes“, Chem. Eur. J. 2008, 14, 11512–11528
S. Rendler, O. Plefka, B. Karatas, G. Auer, R. Fröhlich, C. Mück-Lichtenfeld, S. Grimme und M. Oestreich
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„Catalytic Asymmetric Si–O Coupling of Simple Achiral Silanes and Chiral Donor-Functionalized Alcohols“, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48
A. Weickgenannt, M. Mewald, T. W. T. Muesmann und M. Oestreich
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„Facile preparation of CF3-substituted carbinols with an azine donor and subsequent kinetic resolution through stereoselective Si–O coupling“, Org. Biomol. Chem. 2009, 7, 4464–4449
A. Steves und M. Oestreich
