Katalytische, enantioselektive Addition von Alkoholen, Aminen, Thiolen und C-Nucleophilen an meso-Epoxide mit Hilfe eines universellen chiralen Scandium-Bipyridin-Komplexes
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem DFG-Projekt haben wir die katalytische, enantioselektive Synthese von wertvollen 1,2-difunktionalisierten Feinchemikalien untersucht, die für die Synthese von Arzneimitteln, Pflanzenschutzmitteln und als Synthese intermediate fur die organische Chemie von großer Bedeutung sind. Durch eine symmetriebrechende Operation konnten wir ausgehend von leicht erhältlichen achiralen meso-Epoxiden mit Hilfe eines chiralen Metall-Bipyridin-Katalysators hochenantiomerangereicherte l ,2-Diolmonoether, 1,2- Aminoalkohole, l ,2-Mercaptoalkohole und l ,2-Selenoalkohole in einem Schritt und in guten bis sehr guten Ausbeuten herstellen. Mit diesem neuen Verfahren ist es erstmals möglich, aliphatische Alkohole an meso-Epoxide mit hoher Enantioselektivität zu addieren. Weiterhin sind bestehende Verfahren zur nucleophilen Addition von Aminen und Thiolen an weso-Epoxide deutlich verbessert worden. Die verwendete Menge an chiralem Katalysator kann dabei bis auf 2-5 mol-% reduziert werden. Kristallstrukturanalysen der aktiven Katalysatoren zeigen eine einheitliche pentagonalbipyramidale Struktur der Metall-Ligand-Koniplexe und eine 4-fache Koordination des chiralen Liganden an das Zentralatom, was dem Katalysator eine effektive chirale Umgebung verleiht und für die Ringöffnungsreaktion essentiell ist. Fortdauernde Untersuchungen zielen darauf, durch weitere Ligandenoptimierung die Substratbreite der Reaktion zu erweitern und damit auch weitere chirale Feinchemikalien in hoher optischer Reinheit zugänglich machen zu können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- A. Tschöp, A. Marx, A. R. Sreekanth, C. Schneider, "Scandium-Bipyridine-Catalyzed, EnantioseJective Alcoholysis of mm"-Epoxides", Eur. J. Org. Chem. 2007, 2318.
- C. Schneider, "Synthesis of 1.2-Difunctionalized Fine Chemicals through Catalytic, Enantioselective Ring-Opening Reactions of Epoxides", Synthesis 2006, 3919.
- C. Schneider, A. R. Sreekanth, E. Mai, "Scandium-Bipyridin-katalysierte, enantioselektive Addition von Alkoholen und Aminen an meso-Epoxide", Angew. Chem. 2004, 116, 5809; Angew. Chem. Int. Ed 2004, 43, 5691.
- C. Schneider, J. Brauner, "Lewis Base Catalyzed Addition of Trialkylaluminum Compounds to Epoxides", Eur. J. Org. Chem. 2001, 4445.
- E. Mai, C. Schneider, "Scandium-Bipyridine-Catalyzed, Enantioselective Aminolysis of me.yo-Epoxides", Chem. Eur. J. 2007,13, 2729.
- M. V. Nandakumar, A. Tschöp, H. Krautscheid, C. Schneider, "Indium-Bipyridine- Catalyzed, Enantioselective Thiolysis of wwo-Epoxides", Chem. Commun. 2007, 2756.
