Darstellung und Reaktionen chiraler Dialkylzinkverbindungen

Episode von Fakultät für Chemie und Pharmazie - Digitale Hochschulschriften der LMU - Teil 01/06 von Ludwig-Maximilians-Universität München · 6. Juni 2001

Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer möglichst generellen und präparativ leicht

zugänglichen Methode zur Darstellung chiraler, enantiomerenangereicherter

Dialkylzinkreagenzien. Hierbei wurden 2 unterschiedliche Ansätze verfolgt. Zum einen eine

Sequenz aus asymmetrischer Hydroborierung/ Äquilibrierung und Bor-Zink-Austausch und

zum zweiten die Verwendung substrat-dirigierender Systeme (diastereoselektive

Hydroborierung).

A) Asymmetrische Hydroborierung/ Bor-Zink-Austausch (Reagens-kontrollierte

Variante)

Ausgehend von trisubstituierten Alkenen konnte durch eine Eintopf-Sequenz aus

asymmetrischer Hydroborierung/ Äquilibrierung und Bor-Zink-Austausch ein Zugang zu

chiralen, enantiomerenangereicherten Dialkylzinkverbindungen 53 gefunden werden.

R R BEtR R ZniPr

* * * * 2) HBEt2, 50 °C, 16 h

ZniPr2

53

20-96 %ee

1) (-)-IpcBH2, -35 °C, 2 d

R = H, Et

25 °C, 5 h

Die Enantioselektivitäten werden durch den asymmetrischen Hydroborierungsschritt mit (–)-

IpcBH2 (-35 °C, 48 h) bestimmt und liegen substratabhängig im Bereich von 20-96 %ee. 53

kann eine Vielzahl Cu(I)-vermittelter Reaktionen mit Elektrophilen eingehen (z. B. SN2'-

Reaktionen, Acylierungen, Alkinylierungen). Durch Zusatz von CuCN·2LiCl-Lösung (1 M in

THF, 0.5-1 Äquiv., -78 °C) werden ausgehend von 53 die entsprechenden „Knochel-Cuprate“

erhalten, welche mit Säurechloriden, Bromalkinen und allylischen Bromiden zu

funktionalisierten Produkten reagieren. Es werden, unter Netto-Retention der Stereochemie,

die trans-Produkte gebildet (trans : cis ³ 93 : 7).

Des weiteren liefern auch die offenkettigen Systeme Z- bzw. E-1-Methyl-1-propenylbenzol

(Z- und E-84) Cu(I)-vermittelte Produkte mit hoher Diastereoselektivität (dr ³ 89 : 11). Diese

Werte liegen deutlich besser als diejenigen, die mit der racemischen Bor-Zink-

Austauschsequenz (dr » 80 : 20) erhalten werden.35 Die Enantioselektivitäten in diesen

Systemen liegen bei maximal 82 bzw. 56 %ee.

Auch Pd(0)-katalysierte Reaktionen können mit 53 durchgeführt werden. Pd(0)-katalysierte

Kreuzkupplungsreaktionen und Acylierungen verlaufen unter äußerst milden

Reaktionsbedingungen (0-25 °C, 16 h) zu den entsprechenden Produkten.

Eine Ausweitung der Test-Substrate (z. B. E-Alkene), der asymmetrischen

Hydroborierungssysteme (z. B. Rh(I)-katalysierte Hydroborierung), sowie die Variierung

übergangsmetallkatalysierter Reaktionen sollten zu einer weiteren synthetischen Aufwertung

der chiralen Dialkylzinkreagenzien vom Typ 53 führen.

B) Diastereoselektive Hydroborierung/ B-Zn-Austausch (Substrat-kontrollierte

Variante)

Allylische Cyclohexenyl- bzw. Cyclopentenylalkohol-Systeme konnten hoch

diastereoselektiv hydroboriert werden. Durch Variation des Substituenten R und der

Schutzgruppe PG konnten sehr hohe syn-Selektivitäten erzielt werden. Exzellente

Diastereoselektivitäten wurden durch Verwendung sterisch anspruchsvoller Gruppen R (z. B.

Ph, tBu) und Ether- bzw. Acetal-Schutzgruppen (PG = Bn, CH2OEt) erreicht. Durch

nachfolgenden Bor-Zink-Austausch können Dialkylzinkreagenzien 153 mit 3 benachbarten

chiralen Zentren erhalten werden.

Cu(I)-vermittelte Reaktionen mit einer Vielzahl an Elektrophilen führen zu interessanten

hochfunktionalisierten Synthesebausteinen wie 166 und 169. Die Verwendung sterisch

anspruchsvoller Carbonyl- bzw. Säure-Schutzgruppen (z. B. Imidazolidin, CCl3) als Rest R

liefert nach Entschützung polyfunktionelle, stereochemisch einheitliche Produkte wie 211.

Eine Ausweitung dieses Konzepts auf offenkettige Systeme und die Verwendung optisch

aktiver Allylalkohole und –silane, sowie Anwendungen in der Synthese komplexer Systeme,

z. B. Naturstoffe, sind wünschenswert.

Die Verwendung exozyklischer Allylalkoholsysteme 178-180 liefert unter moderater anti-

Selektivität die Seitenketten-allylierten Produkte 182-184.

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