Asymmetrische Hydroborierung

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Asymmetrische Hydroborierung

• Vortrag von Daniel Meidlinger und Lisa Karmann im
  Rahmen der Vorlesung OC6

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Inhaltsübersicht

• Teil 1
• Einleitung
• Hydroborierung von Alkenen
• Hydroborierung von Ketonen
• Reagenz zur Synthese von Diolen
• Teil 2 Rhodium-katalysierte Hydroborierung
• Einleitung
• Mechanismus der Rh-katalysierten Hydroborierung
• Chirales Hydroborierungsreagenz
• Chirale P,P- und P,N-Liganden
• Wiederverwendbares Katalysesystem
• Anwendungsbeispiele

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Einführung Klassische Hydroborierung

• Reaktionsfolge Hydroborierung/Oxidation liefert
  Racemat
• Verbesserung der Regioselektivität

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1. asymmetrische Hydroborierung

• 1961 von H. C. Brown
• Reagenz Ipc2BH
• Herstellung des Reagenzes
• Anwendung Herstellung sek. Alkohole aus
  cis-Alkenen

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Monoisopinocamphenylboran (IpcBH2)

• Herstellung
• Vergleich zwischen Ipc2BH und IpcBH2

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9-Borabicyclo3.3.2decan
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Vergleich der Enantioselektivität der drei
Hydroborierungsreagenzien
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B-Chlorodiisopinocamphenylboran (Ipc2BCl)

• Substitution führt zur Anwendbarkeit bei Ketonen

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• Aufarbeitung des Pinens
• Anwendungsbeispiel Synthese von Fluotexin

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Alpine-Boran und Eapineboran

• Synthese
• Einfluss des Restes an der 2-Position
• Reagenzien versagen bei einfachen Ketonen, wie
• Acetophenon

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Alpine-Hydride und Eapine-Hydride

• Synthese
• Vergleich der ee-Werte

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Modifikation zum Eap2BCl

• Synthese und Reaktion

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Borreagenz zur Synthese von Diolen

• Synthese von syn-Diolen mit benachbarter
  Doppelbindung

• Synthese von anti-Diolen mit benachbarter
  Doppelbindung

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• Teil 2 Rhodium-katalysierte Hydroborierung

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Einleitung

• 1975 Kono und Ito entdecken, dass
  Wilkinson-Katalysator Rh(PPh3)3Cl Catecholboran
  oxidativ addiert
• 1985 Männig und Nöth berichten über die erste
  Rhodium-katalysierte Hydroborierung

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Mechanismus der Rhodium-katalysierten
Hydroborierung
Catecholboran
4,4,6-Trimethyl-1,3,2- dioxaborinan
B
Pinacolboran
Borazin

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Einführung der Enantioselektivität in die
Rh-katalysierte Hydroborierung

• Zwei Methoden
• Chirales Hydroborierungsreagenz und achiraler
  Ligand am Rhodium-Komplex
• Chirale Liganden und achirale Boranquelle
• Weitere Unterteilung in zweizähnige P,P- und P,N-
• Liganden, die nochmals nach der Art ihrer
• Chiralität eingeteilt werden können ? axiale,
  planare
• oder zentrale Chiralität

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Chirales Hydroborierungsreagenz mit achiralem
Katalysator
Rh-katalysierte Hydroborierung von
4-Methoxystyrol mithilfe des chiralen
Hydroborierungsreagenz Oxazaborolidin
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BINAP und DIOP als chirale P,P-Liganden
(R,R)-DIOP
(R)- und (S)-BINAP
Burgess 1988 Norbornen als Substrat in der
enantioselektiven Hydroborierung mit BINAP und
DIOP als chirale Liganden

• Umgekehrtes Verhältnis zwischen der
  Reaktionstemperatur
• und der induzierten Asymmetrie

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Enantioselektive Hydroborierung von Vinylarenen
mit Diphosphin-Liganden
BINAP
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Ein zu BINAP analoger Diphosphin-Ligand
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Knochels Diphosphin-Liganden

• Die Wichtigkeit der Elektronendichte am Phosphor
  für die
• asymmetrische Induzierung wird hier deutlich!
• ?Diese Liganden bilden die effizientesten
  KAT-Systeme für
• die Hydroborierung von Styrolderivaten!

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C1-symmetrische Bis(aminophosphin)-Liganden
Mit steigender Menge an Ligand erhöht sich
der Enantiomereüberschuss!
Übersicht über die erhaltenen Ergebnisse der
Hydroborierung und Oxidation von Norbornen
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Planar chirale Ferrocenyl-Diphosphin-Liganden
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QUINAP und PHENAP als chirale P,N-Liganden
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BINAP vs. QUINAP

• (R)-Ligand ergibt den (R)-Alkohol
• Ausreichende Enantioselektivität nur bei tiefen
  Temperaturen in DME
• Gute ee-Werte nur bei Styrol und
  para-substituierten Styrolderivaten

• (R)-Ligand ergibt ebenfalls den (R)-Alkohol
• Exzellente ee-Werte bei RT, tiefere Temperaturen
  sogar schädlich
• Größeres Substratspektrum
• Toleriert sterisch anspruchsvolle Alkene

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Ein wiederverwendbares Katalysesystems

• Rh-KAT-Komplexe stabil gegen O2, aber empfindlich
  gegen H2O2 im alkalischen Milieu
• Abtrennung des KAT-Systems aus dem
  Reaktionsmedium vor der Oxidation
• Immobilisierung des homogenen, kationischen
  Rh-Katalysators für die Hydroborierung, damit
  leichte Abtrennung möglich
• 2001 erster Versuch? Rh(COD)(R)-(BINAP)BF4 ,
  Festphase Montmorillonit
• ? Kein Verlust der Aktivität und der Selektivität

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Synthese von Ibuprofen bzw. Naproxen
4
3
4
(R)-Naproxen
(R)-Ibuprofen
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Synthese von Sertralin
R
1) 0,4 eqCatecholboran 1mol R-Kat
2) 30 aq. H2O2
S
1) 0,6 eqCatecholboran 1mol S-Kat 2) 30 aq.
H2O2
S
1) 5 eq Catecholboran 10mol S-Kat
S
2) ZnEt2 / MeNHCl
S
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Literaturverzeichnis

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