Weiterführende methodische und mechanistische Untersuchungen zur katalytischen asymmetrischen Claisen-Umlagerung
Final Report Abstract
Die DFG-Projektförderung ermöglichte meiner Arbeitsgruppe die Bearbeitung einer wissenschaftlichen Fragestellung aus dem Forschungsfeld der Synthesemethodenentwicklung und die Anwendung der gewonnen Erkenntnisse in der Zielmolekül-orientierten Synthese. Dem Leitgedanke einer selektiven Übergangszustandsstabilisierung durch eine spezifische Katalysator/Allylvinylether-Wechselwirkung folgend, konnten wir die erste katalytisch-asymmetrische Claisen-Umlagerung entwickeln. Das Auftreten einer „Peak-affinity“-Übergangszustandsstabilisierung und die Unterdrückung der Katalysatordeaktivierung durch Produktinhibierung wurden durch die Verwendung von Kupfer(II)bis(oxazolin)-Lewis-Säure-Katalysatoren und Gosteli-artiger Allylvinylether gewährleistet. Umfangreiche experimentelle Untersuchungen und computerchemische Studien entschleierten Abhängigkeiten zwischen Katalysatorstruktur, Umsatzeffektivität, stereochemischem Verlauf und Substituenteneinflüssen. Die der Methodenentwicklung zugrunde liegende Konzeption wurde von anderen Arbeitsgruppen aufgegriffen und weiterentwickelt. Die katalytisch-asymmetrische Claisen-Umlagerung Gosteli-artiger Allylvinylether (CAGC) eröffnet einen enantioselektiven Zugang zu δ,ε-ungesättigten α-Ketoestern. Es wurde erstmals illustriert, dass derartige chirale nichtrazemische α-Ketoester in der Naturstoffsynthese erfolgreich einsetzbar sind. Es wurden post-CAGC-Transformationen zur Zielmolekül-orientierten Strukturmanipulation δ,ε-ungesättigter α-Ketoester ausgewählt und weiterentwickelt. Dazu zählt eine ringschließende und diastereotopos-differenzierende Rutheniumcarben-katalysierte Olefinmetathese, die im Rahmen unserer Arbeiten zur Totalsynthese eines marinen Oxylipins Verwendung fand. Aus meiner Bewertungsperspektive wurden wertvolle Beiträge zur Weiterentwicklung und zum Verständnis der katalytisch-asymmetrischen Claisen-Umlagerung Gosteli-artiger Allylvinylether (CAGC) geleistet; auch die Tauglichkeit nichtrazemischer δ,ε-ungesättigter α-Ketoester als Bausteine für Zielmolekül-orientierte Synthesen dürfte nunmehr außer Frage stehen. Um die technologische Seite der CAGC zu entwickeln, müssen zukünftige Projektarbeiten die weitere Vereinfachung der Synthese Gosteli-artiger Allylvinylether und die Weiterentwicklung des Katalysatorsystems im Hinblick auf die Sessel/Boot-Dichotomie der CAGC anstreben.
Publications
- Enantioselective Synthesis of the C8-C20 Segment of Curvicollide C. Org. Lett. 2007, 9, 4979−4982
Körner, M.; Hiersemann, M.
- Gosteli−Claisen Rearrangement: DFT Study of Substituent-Rate Effects. J. Org. Chem. 2009, 74, 4336−4342
Rehbein, J.; Hiersemann, M.
- Gosteli−Claisen Rearrangement: Substrate Synthesis, Simple Diastereoselectivity, and Kinetic Studies. J. Org. Chem. 2009, 74, 1531−1540
Rehbein, J.; Leick, S.; Hiersemann, M.
- Claisen Rearrangement of Aliphatic Allyl Vinyl Ethers from 1912 to 2012: 100 Years of Electrophilic Catalysis. Synthesis 2013, 45, 1121−1159
Rehbein, J.; Hiersemann, M.
(See online at https://doi.org/10.1055/s-0032-1316869) - Total Synthesis of (−)-Ecklonialactone B. Org. Lett. 2013, 15, 5982–5985
Becker, J.; Butt, L.; von Kiedrowski, V.; Mischler, E.; Quentin, F.; Hiersemann, M.
(See online at https://doi.org/10.1021/ol4028418) - Catalytic Asymmetric Claisen Rearrangement of Gosteli-Type Allyl Vinyl Ethers: Total Synthesis of (−)-9,10-Dihydroecklonialactone B. J. Org. Chem. 2014, 79, 3040–3051
Becker, J.; Butt, L.; von Kiedrowski, V.; Mischler, E.; Quentin, F.; Hiersemann, M.
(See online at https://doi.org/10.1021/jo5001466)
