Kapitel 8 - Institut für Organische Chemie
Kapitel 8 - Institut für Organische Chemie
Kapitel 8 - Institut für Organische Chemie
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Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
OP II – Seminar<br />
<strong>Kapitel</strong> 8<br />
Dr. M. Breuning
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
<strong>Kapitel</strong> 8: 8: Metallorganik<br />
8.1 HSAB-Prinzip<br />
8.2 Acidität & Basizität<br />
8.3 Li-, Mg- und Cu-organische Verbindungen<br />
8.4 Addition an α-chirale Ketone/Aldehyde<br />
8.5 α-Alkylierung von Ketonen<br />
8.6 Metallenolate in Aldol- und verwandten Reaktionen<br />
8.7 Umpolung von Aldehyden<br />
8.8 Phosphororganische Verbindungen<br />
8.9 Siliciumorganische Verbindungen<br />
8.10 Titanorganische Verbindungen<br />
8.11 Übergangsmetall-katalysierte Kupplungen<br />
1
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.1 Wiederholung: HSAB-Prinzip<br />
• Problemstellung: Wie reagieren ambidente ('bifunktionale') Moleküle?<br />
O<br />
+ R-M<br />
ambidentes Elektrophil<br />
(2. H + )<br />
OH<br />
Me<br />
1,2-Addition<br />
+<br />
Me<br />
O<br />
1,4-Addition<br />
(=Michael-Addition)<br />
R-M<br />
MeLi<br />
MeMgBr<br />
Me 2 CuLi<br />
1,2 : 1,4<br />
100:<br />
0<br />
86:<br />
14<br />
0:<br />
100<br />
2a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.1 Wiederholung: HSAB-Prinzip<br />
• Problemstellung: Wie reagieren ambidente ('bifunktionale') Moleküle?<br />
O<br />
+ R-M<br />
ambidentes Elektrophil<br />
(2. H + )<br />
OH<br />
Me<br />
1,2-Addition<br />
+<br />
Me<br />
O<br />
1,4-Addition<br />
(=Michael-Addition)<br />
R-M<br />
MeLi<br />
MeMgBr<br />
Me 2 CuLi<br />
1,2 : 1,4<br />
100:<br />
0<br />
86:<br />
14<br />
0:<br />
100<br />
• Vorhersage mittels HSAB-Prinzip [hard and soft acid and bases (Pearson)]:<br />
→ Klassifizierung der Elektrophile und Nucleophile nach "hart" und "weich"<br />
• Theoretische Grundlage: Klopman-Salem-Gleichung (aus Störungstheorie)<br />
ΔE = Coulomb-Term + Grenzorbital-Term<br />
stabilisiert<br />
Übergangszustand<br />
Ladungs-basierende<br />
Wechselwirkungen<br />
Orbital-basierende<br />
Wechselwirkungen<br />
2b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.1 Wiederholung: HSAB-Prinzip<br />
• Problemstellung: Wie reagieren ambidente ('bifunktionale') Moleküle?<br />
O<br />
+ R-M<br />
ambidentes Elektrophil<br />
(2. H + )<br />
OH<br />
Me<br />
1,2-Addition<br />
+<br />
Me<br />
O<br />
1,4-Addition<br />
(=Michael-Addition)<br />
R-M<br />
MeLi<br />
MeMgBr<br />
Me 2 CuLi<br />
1,2 : 1,4<br />
100:<br />
0<br />
86:<br />
14<br />
0:<br />
100<br />
• Vorhersage mittels HSAB-Prinzip [hard and soft acid and bases (Pearson)]:<br />
→ Klassifizierung der Elektrophile und Nucleophile nach "hart" und "weich"<br />
• Theoretische Grundlage: Klopman-Salem-Gleichung (aus Störungstheorie)<br />
ΔE = Coulomb-Term + Grenzorbital-Term<br />
stabilisiert<br />
Übergangszustand<br />
Ladungs-basierende<br />
Wechselwirkungen<br />
Orbital-basierende<br />
Wechselwirkungen<br />
2c<br />
• Bevorzugte Reaktionen:<br />
- hart/hart: ladungskontrolliert; früher, Edukt-ähnlicher ÜZ<br />
- weich/weich: Grenzorbital-kontrolliert; später, Produkt-ähnlicher ÜZ
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
HSAB: Klassifizierung<br />
IOCh<br />
• Übersicht:<br />
Größe:<br />
Polarisierbarkeit:<br />
Elektronegativität:<br />
Oxidierbarkeit:<br />
HART<br />
klein<br />
schwer<br />
groß<br />
schwer<br />
WEICH<br />
groß<br />
leicht<br />
klein<br />
leicht<br />
hohe Ladungsdichte<br />
starke Ladungswechselwirkung<br />
ΔE HOMO/LUMO : groß<br />
schwache Grenzorbitalwechselwirkung<br />
geringe Ladungsdichte<br />
schwache Ladungswechselwirkung<br />
ΔE HOMO/LUMO : klein<br />
starke Grenzorbitalwechselwirkung<br />
3a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
HSAB: Klassifizierung<br />
IOCh<br />
• Übersicht:<br />
Größe:<br />
Polarisierbarkeit:<br />
Elektronegativität:<br />
Oxidierbarkeit:<br />
HART<br />
klein<br />
schwer<br />
groß<br />
schwer<br />
WEICH<br />
groß<br />
leicht<br />
klein<br />
leicht<br />
hohe Ladungsdichte<br />
starke Ladungswechselwirkung<br />
ΔE HOMO/LUMO : groß<br />
schwache Grenzorbitalwechselwirkung<br />
geringe Ladungsdichte<br />
schwache Ladungswechselwirkung<br />
ΔE HOMO/LUMO : klein<br />
starke Grenzorbitalwechselwirkung<br />
• Beispiele:<br />
Nucleophile<br />
Elektrophile<br />
hart:<br />
H 2 O, OH - , ROH, RO - , NH 3, RNH 2, N 2 H 4,<br />
F - , Cl - , Ac - , SO 4 2- , H - H + , Li + , Na + , K + , Mg 2+ , Al 3+ , Fe 3+ , AlCl 3,<br />
SO 3, CO 2, BF 3, Me 3 Si + , BCl 3<br />
3b<br />
weich:<br />
Grenzfälle:<br />
((H - )), I - , CN - , RSH, RS -<br />
R - , delokalisierte Anionen<br />
Ph-NH 2, Pyridin, Br - , N 3<br />
-<br />
Pd 2+ , Cu + , Ag + , Hg 2+ , I 2, Br 2, BH 3<br />
Cu 2+ , Zn 2+ , Sn 2+ , Fe 2+ , Pb 2+ , Me 3 B,<br />
SO 2, NO + , R 3 C + , Ph +
Dr. M. Breuning<br />
• Einfluß des Metalls:<br />
OPII – WS 2009/10<br />
HSAB: Anionen<br />
IOCh<br />
HSAB:<br />
Polarität R-M:<br />
Kovalenter Charakter R-M:<br />
RLi > RMgX > R 2 CuLi > R 2 Cd, R 2 Zn<br />
hart<br />
groß<br />
klein<br />
weich<br />
klein<br />
groß<br />
4a
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• Einfluß des Metalls:<br />
OPII – WS 2009/10<br />
HSAB: Anionen<br />
IOCh<br />
HSAB:<br />
Polarität R-M:<br />
Kovalenter Charakter R-M:<br />
RLi > RMgX > R 2 CuLi > R 2 Cd, R 2 Zn<br />
hart<br />
groß<br />
klein<br />
weich<br />
klein<br />
groß<br />
• Einfluß von R:<br />
HSAB:<br />
s-Charakter R-Li:<br />
Substitutionsgrad:<br />
R Li > R<br />
Li<br />
≈ ArLi > MeLi >> nBuLi > sBuLi > tBuLi<br />
hart<br />
groß<br />
('Abstand e - vom Kern')<br />
weich<br />
klein<br />
niedrig<br />
hoch<br />
(H: harter Ligand vs. C: weicher Ligand)<br />
4b
Dr. M. Breuning<br />
• Einfluß des Metalls:<br />
OPII – WS 2009/10<br />
HSAB: Anionen<br />
IOCh<br />
HSAB:<br />
Polarität R-M:<br />
Kovalenter Charakter R-M:<br />
RLi > RMgX > R 2 CuLi > R 2 Cd, R 2 Zn<br />
hart<br />
groß<br />
klein<br />
weich<br />
klein<br />
groß<br />
• Einfluß von R:<br />
HSAB:<br />
s-Charakter R-Li:<br />
Substitutionsgrad:<br />
R Li > R<br />
Li<br />
≈ ArLi > MeLi >> nBuLi > sBuLi > tBuLi<br />
hart<br />
groß<br />
('Abstand e - vom Kern')<br />
weich<br />
klein<br />
niedrig<br />
hoch<br />
(H: harter Ligand vs. C: weicher Ligand)<br />
4c<br />
• Delokalisierte Anionen: (Enolate, Ar 3 ,־C ...): Ladung 'verschmiert'<br />
→ umso weicher, je stärker delokalisiert<br />
→ normalerweise 1,4-Addition mit Michael-Systemen
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
HSAB: Michael-Systeme und Hydride<br />
• Michaelsysteme:<br />
- harte Nucleophile: Angriff auf Carbonyl-C (1,2-Addition)<br />
z.B.: R-Li, (RMgX), LiAlH 4<br />
- weiche Nucleophile: Angriff auf ß-C (1,4-Addition)<br />
z.B.: R 2 CuLi, KsBu 3 BH<br />
Ladungsdichte<br />
+0.01 O +0.29<br />
H hart<br />
LUMO-Koeffizienten<br />
+0.62 O -0.48<br />
weich H<br />
5a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
HSAB: Michael-Systeme und Hydride<br />
• Michaelsysteme:<br />
- harte Nucleophile: Angriff auf Carbonyl-C (1,2-Addition)<br />
z.B.: R-Li, (RMgX), LiAlH 4<br />
- weiche Nucleophile: Angriff auf ß-C (1,4-Addition)<br />
z.B.: R 2 CuLi, KsBu 3 BH<br />
Ladungsdichte<br />
+0.01 O +0.29<br />
H hart<br />
LUMO-Koeffizienten<br />
+0.62 O -0.48<br />
weich H<br />
• Hydride: - KH, NaH: 'knallhart' → ausschließlich basisch (Nucleophilie = 0)<br />
- komplexe Hydride (LiAlH 4 , NaBH 4 ,...): weicher<br />
→ nucleophiler H־-Transfer<br />
- 1,2- vs. 1,4-Addition:<br />
O " H- "<br />
(2. H + )<br />
O<br />
+<br />
OH<br />
K - Selektrid K(sBu 3 BH): >99% 1,4-Addition (B - , K + : weicher)<br />
'LTAH' Li[(MeO) 3 AlH]: 95% 1,2-Addition (Al - , Li + : härter)<br />
5b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
HSAB: Metallenolate<br />
IOCh<br />
• Einfluß des Elektrophils:<br />
R<br />
weich<br />
hart<br />
O<br />
R-X<br />
O - M +<br />
R-X<br />
O<br />
(weich)<br />
(hart)<br />
je weicher/härter X, desto mehr C-/O-Alkylierung<br />
R<br />
weich: R-Br, R-I<br />
Grenzfälle: (RO) 2 C=O, RCOCl, R-OTs<br />
hart: TMS-Cl, H + , R-OTf (Tf = SO 2 CF 3 )<br />
Me 3 O + BF 4<br />
-<br />
(Meerwein-Salz)<br />
6a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
HSAB: Metallenolate<br />
IOCh<br />
• Einfluß des Elektrophils:<br />
R<br />
weich<br />
hart<br />
O<br />
R-X<br />
O - M +<br />
R-X<br />
O<br />
(weich)<br />
(hart)<br />
je weicher/härter X, desto mehr C-/O-Alkylierung<br />
R<br />
weich: R-Br, R-I<br />
Grenzfälle: (RO) 2 C=O, RCOCl, R-OTs<br />
hart: TMS-Cl, H + , R-OTf (Tf = SO 2 CF 3 )<br />
Me 3 O + BF 4<br />
-<br />
(Meerwein-Salz)<br />
• Einfluß des Gegenions:<br />
Gegenion<br />
C-/O-Sulfonierung<br />
O - M +<br />
hart<br />
tBu<br />
weich<br />
PhSO 2 F<br />
Grenzfall-<br />
Elektrophil<br />
O OSO 2 Ph<br />
PhSO 2 +<br />
C-/O-Sulfonierung<br />
Li + 100 : 0<br />
Na + 61 : 39<br />
Li + /HMPT 30 : 70<br />
K + 13 : 87<br />
K + /18-Krone-6 7 : 93<br />
Cs + 0 : 100<br />
nBu 4 N + 0 : 100<br />
"weicher" (kovalenter)<br />
ionischer Anteil in ROM steigt:<br />
- Elektropositivität des Metalls<br />
- 'Entfernen' des Kations<br />
(Komplexbildner, kein Metall)<br />
härter (ionischer)<br />
6b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.2 Wiederholung: Acidität t & Basizität<br />
• Gemessen in / extrapoliert auf Wasser:<br />
1. C-H-acide Verbindungen:<br />
Säuren und Alkohole: AcOH PhOH MeOH H 2 O EtOH tBuOH<br />
pKa:<br />
Heteroatom-substituierte Verbindungen:<br />
4.76 9.9 15.5 15.7 15.9 19.2<br />
O O<br />
O O<br />
O O<br />
O O<br />
H 2 C NO 2<br />
H 2 C CN<br />
H OEt EtO OEt<br />
OEt H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H H<br />
pKa: 9.0 10.2 10.7 12.9<br />
20.0 25 25<br />
Alkine, Alkene und Alkane:<br />
H H H<br />
CH 2<br />
H H<br />
H H H<br />
pKa: 15.0 24 41 48 50<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
7a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.2 Wiederholung: Acidität t & Basizität<br />
• Gemessen in / extrapoliert auf Wasser:<br />
1. C-H-acide Verbindungen:<br />
Säuren und Alkohole: AcOH PhOH MeOH H 2 O EtOH tBuOH<br />
pKa:<br />
Heteroatom-substituierte Verbindungen:<br />
4.76 9.9 15.5 15.7 15.9 19.2<br />
O O<br />
O O<br />
O O<br />
O O<br />
H 2 C NO 2<br />
H 2 C CN<br />
H OEt EtO OEt<br />
OEt H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H H<br />
pKa: 9.0 10.2 10.7 12.9<br />
20.0 25 25<br />
Alkine, Alkene und Alkane:<br />
H H H<br />
CH 2<br />
H H<br />
H H H<br />
pKa: 15.0 24 41 48 50<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
2. Basen:<br />
7b<br />
Amine NEt 3 NaOH NaOEt KOtBu LiN(SiMe 3 ) 2 NaH LiN(iPr) 2 NaNH 2 nBuLi tBuLi<br />
(= LiHMDS) (= LDA)<br />
pKa: 9-11<br />
(konjungate Säure)<br />
11 15.7 15.9 19.2 26 (THF) 35 36 (THF) 38 50 53
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.3 Li-, , Mg- und Cu-organische Verbindungen<br />
8.3.1 Organolithium-Verbindungen<br />
• Struktur: aggregiert ('RLi': sehr ungenau, beschreibt nur Stöchiometrie)<br />
-MeLi: tetramer im Festkörper<br />
(RLi) 4<br />
Li<br />
R<br />
R<br />
Li<br />
R<br />
Li<br />
Li<br />
R<br />
-MeLi/nBuLi: hexamer in Alkanen<br />
tetramer in THF, Et 2 O<br />
monomer in THF in Gegenwart von Komplexbildnern<br />
13a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.3 Li-, , Mg- und Cu-organische Verbindungen<br />
8.3.1 Organolithium-Verbindungen<br />
• Struktur: aggregiert ('RLi': sehr ungenau, beschreibt nur Stöchiometrie)<br />
-MeLi: tetramer im Festkörper<br />
(RLi) 4<br />
Li<br />
R<br />
R<br />
Li<br />
R<br />
Li<br />
Li<br />
R<br />
-MeLi/nBuLi: hexamer in Alkanen<br />
tetramer in THF, Et 2 O<br />
monomer in THF in Gegenwart von Komplexbildnern<br />
• Komplexbildner <strong>für</strong> Li + : brechen Aggregate auf → gesteigerte Reaktivität<br />
RLi * TMEDA<br />
13b<br />
Me 2 N NMe 2<br />
TMEDA<br />
(Tetramethylethylendiamin)<br />
(Me 2 N) 3 P=O<br />
HMPT<br />
(Hexamethylphosphorsäuretriamid)<br />
MeO OMe<br />
DME<br />
(Dimethoxyethan)<br />
O O<br />
O O<br />
12-Krone-4<br />
R<br />
Li<br />
N<br />
N
Dr. M. Breuning<br />
• Direktsynthese:<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Darstellung<br />
IOCh<br />
z.B. nBu-Br + 2 Li nBuLi + LiBr (Triebkraft: Salzbildung)<br />
14a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Darstellung<br />
IOCh<br />
• Direktsynthese:<br />
z.B.<br />
nBu-Br + 2 Li nBuLi + LiBr<br />
(Triebkraft: Salzbildung)<br />
• Halogen-Metall-Austausch:<br />
z.B.<br />
O<br />
O<br />
I<br />
+ 2 tBuLi<br />
O<br />
O<br />
Li<br />
+ tBu- I (Triebkraft: pKa-Differenz)<br />
2. Äquiv. tBuLi<br />
+ LiI +<br />
H<br />
14b
Dr. M. Breuning<br />
• Direktsynthese:<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Darstellung<br />
IOCh<br />
z.B.<br />
• Halogen-Metall-Austausch:<br />
nBu-Br + 2 Li nBuLi + LiBr<br />
(Triebkraft: Salzbildung)<br />
z.B.<br />
O<br />
O<br />
I<br />
+ 2 tBuLi<br />
O<br />
O<br />
Li<br />
+ tBu- I (Triebkraft: pKa-Differenz)<br />
2. Äquiv. tBuLi<br />
• Deprotonierung:<br />
+ LiI +<br />
H<br />
nBuLi, Δ<br />
z.B.<br />
H<br />
Li<br />
(Triebkraft: pKa-Differenz)<br />
aber: häufig kinetisch gehemmt (Agreggation)<br />
nBuLi, TMEDA<br />
rt, 3 h, 60%<br />
nBuLi / KOtBu **<br />
oder:<br />
rt, 1 min, 100%<br />
→ Komplexbildner<br />
→ Superbasen<br />
14c<br />
∗∗: → nBuK * tBuOLi (Schlosser-Base)
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Gehaltsbestimmung & Reaktionen<br />
• Gehaltsbestimmung Li-organischer Verbindungen:<br />
Titration<br />
Ph<br />
Ph<br />
CO 2 H<br />
RLi<br />
Diphenylessigsäure<br />
H<br />
Ph<br />
CO 2<br />
-<br />
Ph<br />
farblos<br />
RLi<br />
Ph<br />
-<br />
Li + CO 2 2 Li +<br />
_-<br />
Ph Dianion<br />
gelb<br />
15a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Gehaltsbestimmung & Reaktionen<br />
• Gehaltsbestimmung Li-organischer Verbindungen:<br />
Titration<br />
Ph<br />
Ph<br />
CO 2 H<br />
RLi<br />
Diphenylessigsäure<br />
H<br />
Ph<br />
CO 2<br />
-<br />
Ph<br />
farblos<br />
RLi<br />
Ph<br />
-<br />
Li + CO 2 2 Li +<br />
_-<br />
Ph Dianion<br />
gelb<br />
• Reaktionen:<br />
(Lithium-Halogen-Austausch, Deprotonierung: s. vorhergehende Seite)<br />
(Addtionen an C=O, C=N, etc.: Standard)<br />
- α-Eliminierung:<br />
CHCl 3 + nBuLi → Li-CCl 3 → :CCl 2<br />
15b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Gehaltsbestimmung & Reaktionen<br />
• Gehaltsbestimmung Li-organischer Verbindungen:<br />
Titration<br />
Ph<br />
Ph<br />
CO 2 H<br />
RLi<br />
Diphenylessigsäure<br />
H<br />
Ph<br />
CO 2<br />
-<br />
Ph<br />
farblos<br />
RLi<br />
Ph<br />
-<br />
Li + CO 2 2 Li +<br />
_-<br />
Ph Dianion<br />
gelb<br />
• Reaktionen:<br />
(Lithium-Halogen-Austausch, Deprotonierung: s. vorhergehende Seite)<br />
(Addtionen an C=O, C=N, etc.: Standard)<br />
- α-Eliminierung: - Addition an C=C:<br />
CHCl 3 + nBuLi → Li-CCl 3 → :CCl 2<br />
nBuLi/<br />
Li<br />
TMEDA<br />
nBuLi<br />
OH OLi OLi<br />
nBu<br />
15c
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Gehaltsbestimmung & Reaktionen<br />
• Gehaltsbestimmung Li-organischer Verbindungen:<br />
Titration<br />
Ph<br />
Ph<br />
CO 2 H<br />
RLi<br />
Diphenylessigsäure<br />
H<br />
Ph<br />
CO 2<br />
-<br />
Ph<br />
farblos<br />
RLi<br />
Ph<br />
-<br />
Li + CO 2 2 Li +<br />
_-<br />
Ph Dianion<br />
gelb<br />
• Reaktionen:<br />
(Lithium-Halogen-Austausch, Deprotonierung: s. vorhergehende Seite)<br />
(Addtionen an C=O, C=N, etc.: Standard)<br />
- α-Eliminierung: - Addition an C=C:<br />
CHCl 3 + nBuLi → Li-CCl 3 → :CCl 2<br />
H<br />
O<br />
NMe 2<br />
+<br />
nBu Li<br />
Li<br />
O<br />
NMe 2<br />
nBuLi/<br />
Li<br />
TMEDA<br />
nBuLi<br />
OH OLi OLi<br />
nBu<br />
- Ortho-Metallierung (DOM-Reaktion: directed ortho metalation):<br />
D 2 O<br />
D<br />
O<br />
NMe 2<br />
15d<br />
Vorkomplexierung → Aktivierung + Steuerung (Position)
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.3.2 Organomagnesium-Verbindungen<br />
- R-MgX: weniger basisch als R-Li, höhere Nucleophilie<br />
• Darstellung:<br />
- Direktsynthese:<br />
Et 2 O<br />
R-Br + Mg [R-Br ] - [Mg] + R-MgBr<br />
- Transmetallierung:<br />
R-Li + MgCl 2 R-MgCl + LiCl<br />
- Deprotonierung:<br />
R H + Et-MgBr R MgBr + Ethan<br />
acide!<br />
- Aktivierung von Mg:<br />
Zusatz von I 2 oder<br />
Br<br />
Br<br />
- Riecke-Mg (hochreaktiv):<br />
MgCl 2 + 2 K Mg + 2 KCl<br />
16a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.3.2 Organomagnesium-Verbindungen<br />
- R-MgX: weniger basisch als R-Li, höhere Nucleophilie<br />
• Darstellung:<br />
- Direktsynthese:<br />
Et 2 O<br />
R-Br + Mg [R-Br ] - [Mg] + R-MgBr<br />
- Transmetallierung:<br />
R-Li + MgCl 2 R-MgCl + LiCl<br />
- Deprotonierung:<br />
R H + Et-MgBr R MgBr + Ethan<br />
acide!<br />
- Aktivierung von Mg:<br />
Zusatz von I 2 oder<br />
Br<br />
Br<br />
- Riecke-Mg (hochreaktiv):<br />
MgCl 2 + 2 K Mg + 2 KCl<br />
• Struktur in Lösung: tetraedrisches Et 2 O-Addukt<br />
Et 2 O<br />
R<br />
Mg<br />
Br<br />
Br<br />
Mg<br />
R<br />
OEt 2<br />
R<br />
R<br />
Mg<br />
Br<br />
Br<br />
Mg<br />
OEt 2<br />
OEt 2<br />
16b<br />
Schlenk-Gleichgewicht
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Reaktionen --Übersicht<br />
IOCh<br />
R'<br />
OH<br />
R''<br />
R<br />
R'<br />
OH<br />
R<br />
R'<br />
OH<br />
R<br />
R<br />
R'N<br />
H<br />
O<br />
R<br />
R'COR''<br />
R'CHO<br />
R'CO 2 R''<br />
R'<br />
O<br />
R<br />
R'-NCO<br />
R'-CN<br />
R-MgX<br />
R''NH<br />
R'<br />
R' R<br />
R' 2 C=NR''<br />
D 2 O<br />
O<br />
CO 2<br />
R<br />
O<br />
OH<br />
S 8<br />
R-D<br />
R<br />
OH<br />
R-SH<br />
17
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.3.3 Organokupfer-Verbindungen<br />
• Darstellung [Transmetallierung aus RLi (RMgX, RZnX)]:<br />
-Standard:<br />
R Li + CuI<br />
Et 2 O<br />
R' Li<br />
R Cu<br />
- LiI<br />
Organokupfer-Verbindung<br />
(Problem: schwer bis unlöslich)<br />
RR'CuLi<br />
Gilman-Cuprat<br />
R = R': Homocuprat<br />
R ≠ R': gemischtes Homocuprat<br />
2<br />
THF<br />
R Li + CuCN<br />
R 2 CuLi • LiCN<br />
R,R' = Aryl, Alkenyl, Alkinyl, prim. Alkyl<br />
Organocuprat<br />
höherer Ordnung<br />
18a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.3.3 Organokupfer-Verbindungen<br />
• Darstellung [Transmetallierung aus RLi (RMgX, RZnX)]:<br />
-Standard:<br />
R Li + CuI<br />
Et 2 O<br />
R' Li<br />
R Cu<br />
- LiI<br />
Organokupfer-Verbindung<br />
(Problem: schwer bis unlöslich)<br />
RR'CuLi<br />
Gilman-Cuprat<br />
R = R': Homocuprat<br />
R ≠ R': gemischtes Homocuprat<br />
2<br />
THF<br />
R Li + CuCN<br />
R 2 CuLi • LiCN<br />
R,R' = Aryl, Alkenyl, Alkinyl, prim. Alkyl<br />
Organocuprat<br />
höherer Ordnung<br />
- Alkinyl-Kupfer-Verbindungen:<br />
R H + CuOtBu<br />
R Cu<br />
- tBuOH<br />
18b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.3.3 Organokupfer-Verbindungen<br />
• Darstellung [Transmetallierung aus RLi (RMgX, RZnX)]:<br />
-Standard:<br />
R Li + CuI<br />
Et 2 O<br />
R' Li<br />
R Cu<br />
- LiI<br />
Organokupfer-Verbindung<br />
(Problem: schwer bis unlöslich)<br />
RR'CuLi<br />
Gilman-Cuprat<br />
R = R': Homocuprat<br />
R ≠ R': gemischtes Homocuprat<br />
2<br />
THF<br />
R Li + CuCN<br />
R 2 CuLi • LiCN<br />
R,R' = Aryl, Alkenyl, Alkinyl, prim. Alkyl<br />
Organocuprat<br />
höherer Ordnung<br />
- Alkinyl-Kupfer-Verbindungen:<br />
R H + CuOtBu<br />
R Cu<br />
- tBuOH<br />
- Sekundäre / tertiäre Alkylcuprate:<br />
18c<br />
2 tBu-Li + CuI(SMe 2 )<br />
Et 2 O-löslich<br />
Et 2 O<br />
- LiI<br />
(tBu) 2 Cu(SMe 2 )Li
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Organokupfer-Verbindungen<br />
• Problem: in R 2 CuLi wird nur ein R übertragen → unökonomisch<br />
Lösung: Heterocuprate mit einem nicht-übertragbaren Dummy-Liganden<br />
R Li + CuX RCu(X)Li<br />
Heterocuprat<br />
X: Dummy-Ligand: CN, OR, SR, NR 2, PR 3, R,<br />
S<br />
gemischtes Homocuprat<br />
19a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Organokupfer-Verbindungen<br />
• Problem: in R 2 CuLi wird nur ein R übertragen → unökonomisch<br />
Lösung: Heterocuprate mit einem nicht-übertragbaren Dummy-Liganden<br />
R Li + CuX RCu(X)Li<br />
Heterocuprat<br />
X: Dummy-Ligand: CN, OR, SR, NR 2, PR 3, R,<br />
S<br />
gemischtes Homocuprat<br />
tBuLi + CuSPh<br />
tBuCu(SPh)Li<br />
S<br />
1. nBuLi<br />
2. CuI<br />
S<br />
Cu<br />
MeLi<br />
MeCu(2-thienyl)Li • LiI<br />
R<br />
H<br />
1. nBuLi<br />
2. CuI<br />
R<br />
Cu<br />
R'Li<br />
R'Cu( )Li • LiI R<br />
19b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Organokupfer-Verbindungen<br />
• Problem: in R 2 CuLi wird nur ein R übertragen → unökonomisch<br />
Lösung: Heterocuprate mit einem nicht-übertragbaren Dummy-Liganden<br />
R Li + CuX RCu(X)Li<br />
Heterocuprat<br />
X: Dummy-Ligand: CN, OR, SR, NR 2, PR 3, R,<br />
S<br />
gemischtes Homocuprat<br />
tBuLi + CuSPh<br />
tBuCu(SPh)Li<br />
S<br />
1. nBuLi<br />
2. CuI<br />
S<br />
Cu<br />
MeLi<br />
MeCu(2-thienyl)Li • LiI<br />
R<br />
H<br />
1. nBuLi<br />
2. CuI<br />
R<br />
Cu<br />
R'Li<br />
R'Cu( )Li • LiI R<br />
19c<br />
• Organocuprate: sehr weich, stark nucleophil, aber kaum basisch<br />
• Reaktivität: R-Cu < R 2 CuLi < RCu(CN)Li<br />
• vielfältige Struktur: Di-, Tetra-, Oligomere (verbrückt u.a. via … Cu-C … Cu-C … )
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Reaktionen einfacher Organokupfer-Verbindungen<br />
• Ullmann-Kupplung:<br />
2 Ar-Hal<br />
Cu-Bronze<br />
200°C<br />
[ Ar-Cu ] Ar-Ar (Homokupplung)<br />
• andere Biarylkupplungen:<br />
1. nBuLi<br />
Ar'-I<br />
Ar-I [ Ar-Cu ]<br />
2. CuI<br />
ΔT<br />
Ar-Ar'<br />
2 Ar-Hal +<br />
Cu<br />
O S<br />
rt → 70°C<br />
O<br />
Ar-Ar<br />
(Kreuzkupplung)<br />
(Homokupplung)<br />
20a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Reaktionen einfacher Organokupfer-Verbindungen<br />
• Ullmann-Kupplung:<br />
2 Ar-Hal<br />
Cu-Bronze<br />
200°C<br />
[ Ar-Cu ] Ar-Ar (Homokupplung)<br />
• andere Biarylkupplungen:<br />
1. nBuLi<br />
Ar'-I<br />
Ar-I [ Ar-Cu ]<br />
2. CuI<br />
ΔT<br />
Ar-Ar'<br />
2 Ar-Hal +<br />
Cu<br />
O S<br />
rt → 70°C<br />
O<br />
Ar-Ar<br />
(Kreuzkupplung)<br />
(Homokupplung)<br />
• Oxidative Kupplungen: BrMg MgBr<br />
1. PPh 3, CuI<br />
2. O 2, THF<br />
• Homolytische thermische Kupplungen:<br />
Z<br />
Cu(PPh 3 )<br />
ΔT<br />
- 2 Cu, - 2 PPh 3<br />
Z<br />
Z<br />
• Carbocuprierung:<br />
Cu +<br />
Z<br />
Cu<br />
MeI<br />
Z<br />
20b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Reaktionen von Lithium Organocupraten<br />
• Mit Elektrophilen:<br />
nHex-OTs + nBu 2 CuLi<br />
Et 2 O<br />
-78°C<br />
nDecan<br />
Br<br />
+ Ph 2 CuLi<br />
Et 2 O<br />
ΔT<br />
Ph<br />
(Inversion)<br />
nBu 2 CuLi<br />
nBu<br />
CO 2 H<br />
O<br />
O<br />
21a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Reaktionen von Lithium Organocupraten<br />
• Mit Elektrophilen:<br />
nHex-OTs + nBu 2 CuLi<br />
Et 2 O<br />
-78°C<br />
nDecan<br />
Br<br />
+ Ph 2 CuLi<br />
Et 2 O<br />
ΔT<br />
Ph<br />
(Inversion)<br />
nBu 2 CuLi<br />
nBu<br />
CO 2 H<br />
O<br />
O<br />
• Mit Carbonyl-Verbindungen:<br />
R<br />
O<br />
R'<br />
Me 2 CuLi<br />
HO Me<br />
R<br />
R'<br />
sehr<br />
langsam<br />
vs.<br />
R<br />
O<br />
H<br />
Me 2 CuLi<br />
R<br />
OH<br />
Me<br />
schnell<br />
MeO<br />
Li<br />
OMe<br />
RCOCl<br />
(Ketenbildung!)<br />
MeO<br />
O<br />
R<br />
OMe<br />
21b<br />
MeO<br />
Li<br />
OMe<br />
1. CuX 2. RCOCl<br />
MeO<br />
R<br />
O<br />
OMe
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Reaktionen von Lithium Organocupraten<br />
• Mit α,β-ungesättigten Carbonyl-Verbindungen:<br />
O<br />
+ R 2 CuLi<br />
R<br />
O<br />
R 2 CuLi: weiches Nucleophil ⇒ HSAB: Grenzorbital-kontrollierte Reaktion ⇒ 1,4-Addition<br />
H<br />
H<br />
Me 2 CuLi<br />
O<br />
Et 2 O, ΔT O<br />
Me<br />
Stereochemie: 1,3-diaxiale Wechselwirkung dominiert<br />
22a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Reaktionen von Lithium Organocupraten<br />
• Mit α,β-ungesättigten Carbonyl-Verbindungen:<br />
O<br />
+ R 2 CuLi<br />
R<br />
O<br />
R 2 CuLi: weiches Nucleophil ⇒ HSAB: Grenzorbital-kontrollierte Reaktion ⇒ 1,4-Addition<br />
H<br />
H<br />
Me 2 CuLi<br />
O<br />
Et 2 O, ΔT O<br />
Me<br />
Stereochemie: 1,3-diaxiale Wechselwirkung dominiert<br />
• Mit Epoxiden:<br />
O<br />
nBu<br />
+ nPr 2 CuLi • LiCN THF<br />
0°C<br />
nPr<br />
OH<br />
nBu<br />
22b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Reaktionen von Lithium Organocupraten<br />
• Mit α,β-ungesättigten Carbonyl-Verbindungen:<br />
O<br />
+ R 2 CuLi<br />
R<br />
O<br />
R 2 CuLi: weiches Nucleophil ⇒ HSAB: Grenzorbital-kontrollierte Reaktion ⇒ 1,4-Addition<br />
H<br />
H<br />
Me 2 CuLi<br />
O<br />
Et 2 O, ΔT O<br />
Me<br />
Stereochemie: 1,3-diaxiale Wechselwirkung dominiert<br />
• Mit Epoxiden:<br />
O<br />
nBu<br />
+ nPr 2 CuLi • LiCN THF<br />
0°C<br />
nPr<br />
OH<br />
nBu<br />
• Mit Vinylhalogeniden:<br />
Ph<br />
Br + Me 2 CuLi<br />
Et 2 O<br />
0°C Ph<br />
22c<br />
(Konfiguration bleibt erhalten)
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.4 Addition an an α-chirale<br />
Ketone/Aldehyde<br />
• Problemstellung: Wie beeinflusst ein Chiralitätszentrum in α-Stellung<br />
die Stereoselektivität der Addition an Ketone/Aldehyde?<br />
O<br />
L<br />
*<br />
S M<br />
R<br />
Nu -<br />
(2. H + )<br />
Nu OH<br />
L<br />
* * R<br />
S M<br />
Diastereomere<br />
Nu OH<br />
L<br />
* * R<br />
S M<br />
L = sterisch größter Substituent<br />
bzw. chelatisierender Substituent<br />
bzw. EWG-Substituent<br />
M = mittlerer Substituent<br />
S = kleinster Substituent<br />
23a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.4 Addition an an α-chirale<br />
Ketone/Aldehyde<br />
• Problemstellung: Wie beeinflusst ein Chiralitätszentrum in α-Stellung<br />
die Stereoselektivität der Addition an Ketone/Aldehyde?<br />
Enantiomere<br />
O<br />
L<br />
*<br />
S M<br />
R<br />
+<br />
O<br />
L<br />
*<br />
M S<br />
R<br />
Nu -<br />
(2. H + )<br />
Nu OH HO Nu<br />
L<br />
* * R +<br />
L<br />
* * R<br />
S M<br />
M S<br />
Diastereomere<br />
Nu OH<br />
HO Nu<br />
L<br />
* * R +<br />
L<br />
* * R<br />
S M<br />
M S<br />
L = sterisch größter Substituent<br />
bzw. chelatisierender Substituent<br />
bzw. EWG-Substituent<br />
Enantiomere<br />
M = mittlerer Substituent<br />
S = kleinster Substituent<br />
23b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.4 Addition an an α-chirale<br />
Ketone/Aldehyde<br />
• Problemstellung: Wie beeinflusst ein Chiralitätszentrum in α-Stellung<br />
die Stereoselektivität der Addition an Ketone/Aldehyde?<br />
Enantiomere<br />
O<br />
L<br />
*<br />
S<br />
M<br />
R<br />
+<br />
O<br />
L<br />
*<br />
M<br />
S<br />
R<br />
Nu -<br />
(2. H + )<br />
Nu<br />
OH<br />
L<br />
*<br />
*<br />
R<br />
+<br />
S<br />
M<br />
HO<br />
L<br />
*<br />
*<br />
M<br />
S<br />
Nu<br />
R<br />
Diastereomere<br />
Nu<br />
OH<br />
HO<br />
Nu<br />
L<br />
*<br />
*<br />
R<br />
+<br />
L<br />
*<br />
*<br />
R<br />
S<br />
M<br />
M<br />
S<br />
Felkin-Anh-Produkt<br />
[Cram-Produkt]<br />
Cram-Chelat-Produkt<br />
[anti-Felkin-Anh-Produkt]<br />
L = sterisch größter Substituent<br />
bzw. chelatisierender Substituent<br />
bzw. EWG-Substituent<br />
Enantiomere<br />
M = mittlerer Substituent<br />
S = kleinster Substituent<br />
23c<br />
• Entscheidend: Anordnung / Konformation des chiralen Restes im<br />
energetisch günstigsten Übergangszustand<br />
• 2 [3] Modelle: [Cram (veraltet)], Cram-Chelat und Felkin-Anh
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Wiederholung: Curtin-Hammett-Postulat<br />
• Allgemein: schnelle vorgelagerte Gleichgewichte spielen <strong>für</strong> die Produktverteilung<br />
einer Reaktion nur eine untergeordnete Rolle!<br />
• Hier: Bei kinetisch kontrollierten stereogenen Umsetzungen, in denen ein Substrat<br />
in Diastereomere oder mit einem chiralen Reagenz in Enantiomere<br />
überführt wird, verläuft die Reaktion bevorzugt über den energieärmsten<br />
Übergangszustand. Substratkonformationen spielen nur eine untergeordnete<br />
Rolle (Voraussetzung: ΔG Konf , ΔG # Konf
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Wiederholung: Curtin-Hammett-Postulat<br />
• Allgemein: schnelle vorgelagerte Gleichgewichte spielen <strong>für</strong> die Produktverteilung<br />
einer Reaktion nur eine untergeordnete Rolle!<br />
• Hier: Bei kinetisch kontrollierten stereogenen Umsetzungen, in denen ein Substrat<br />
in Diastereomere oder mit einem chiralen Reagenz in Enantiomere<br />
überführt wird, verläuft die Reaktion bevorzugt über den energieärmsten<br />
Übergangszustand. Substratkonformationen spielen nur eine untergeordnete<br />
Rolle (Voraussetzung: ΔG Konf , ΔG # Konf
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.4.1 Cram-Chelat<br />
Chelat Modell<br />
• Anwendung: bei Chelat zwischen einem Substitenten in α-Stellung und C=O<br />
• Voraussetzungen: chelatfähiger Donor-Substituent und chelatfähiges Metall<br />
• → Fixierung der Konformation im Chelat<br />
• → Angriff von der sterisch weniger gehinderten Seite<br />
RX<br />
S<br />
*<br />
L<br />
O<br />
R<br />
Nu - Met +<br />
(2. H + )<br />
RX = chelatisierender<br />
Substituent<br />
Met +<br />
RX O<br />
Nu - L R<br />
S<br />
Nu -<br />
=<br />
S<br />
L = größerer Substituent<br />
S = kleinster Substituent<br />
L<br />
Nu -<br />
R<br />
Nu -<br />
X<br />
R<br />
Nu OH<br />
O<br />
RX<br />
*<br />
Met + * R<br />
S L<br />
Cram-Chelat-Produkt<br />
25a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.4.1 Cram-Chelat<br />
Chelat Modell<br />
• Anwendung: bei Chelat zwischen einem Substitenten in α-Stellung und C=O<br />
• Voraussetzungen: chelatfähiger Donor-Substituent und chelatfähiges Metall<br />
• → Fixierung der Konformation im Chelat<br />
• → Angriff von der sterisch weniger gehinderten Seite<br />
RX<br />
S<br />
*<br />
L<br />
O<br />
R<br />
Nu - Met +<br />
(2. H + )<br />
RX = chelatisierender<br />
Substituent<br />
Met +<br />
RX O<br />
Nu - L R<br />
S<br />
Nu -<br />
=<br />
S<br />
L = größerer Substituent<br />
S = kleinster Substituent<br />
L<br />
Nu -<br />
R<br />
Nu -<br />
X<br />
R<br />
Nu OH<br />
O<br />
RX<br />
*<br />
Met + * R<br />
S L<br />
Cram-Chelat-Produkt<br />
25b<br />
• Exzellente Diastereoselektivitäten, wenn<br />
- Metall guter Chelator: TiCl 3+ > MgX + >> Li +<br />
- X guter Donor: OH, OR (nicht: OSiR 3 !), NR 2
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Einfluss des Metalls<br />
IOCh<br />
BnO<br />
M +<br />
O<br />
HO Me Me OH<br />
Me - -M + Me - -M + Cram- Felkin-<br />
BnOO<br />
Chelat<br />
* BnO<br />
BnO<br />
Anh<br />
H<br />
* * H + * *<br />
Me - H<br />
MeLi 40 : 60<br />
Me<br />
H Me<br />
Me<br />
Me<br />
H<br />
MeMgBr 60 : 40<br />
Cram-Chelat Felkin-Anh MeTiCl 3 92 : 8<br />
MeTi(OiPr) 3 8 : 92<br />
Chelatisierungstendenz: MeTiCl 3 >> MeMgBr > MeLi >> MeTi(OiPr) 3<br />
26a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Einfluss des Metalls<br />
IOCh<br />
BnO<br />
M +<br />
O<br />
HO Me Me OH<br />
Me - -M + Me - -M + Cram- Felkin-<br />
BnOO<br />
Chelat<br />
* BnO<br />
BnO<br />
Anh<br />
H<br />
* * H + * *<br />
Me - H<br />
MeLi 40 : 60<br />
Me<br />
H Me<br />
Me<br />
Me<br />
H<br />
MeMgBr 60 : 40<br />
Cram-Chelat Felkin-Anh MeTiCl 3 92 : 8<br />
MeTi(OiPr) 3 8 : 92<br />
Chelatisierungstendenz: MeTiCl 3 >> MeMgBr > MeLi >> MeTi(OiPr) 3<br />
Ph<br />
O<br />
O<br />
OMe<br />
H -<br />
OH O<br />
Ph OMe<br />
Cram-Chelat<br />
+<br />
OH O<br />
Ph OMe<br />
Felkin-Anh<br />
H -<br />
NaBH 4<br />
Zn(BH 4 ) 2<br />
iBu 2 AlH<br />
TiCl 4 /BH 3 *THF<br />
nBu 4 N + BH 4<br />
-<br />
Cram-<br />
Chelat<br />
:<br />
Felkin-<br />
Anh<br />
25 : 75<br />
98 : 2<br />
97 : 3<br />
99 : 1<br />
7 : 93<br />
26b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Einfluss des Substituenten am Heteroatom<br />
O<br />
RO<br />
* Me<br />
nHept<br />
MEM: MeO<br />
nBuMgBr<br />
THF<br />
-78°C<br />
O<br />
MgBr +<br />
ROO<br />
nBu -<br />
H nHept<br />
Me<br />
MOM: MeO<br />
BOM: BnO<br />
HO nBu<br />
RO<br />
* * Me<br />
nHept<br />
Cram-Chelat<br />
THP:<br />
!<br />
*<br />
O<br />
R<br />
MEM<br />
MOM<br />
BOM<br />
Bn<br />
THP<br />
Cram-Chelat<br />
>99: 1<br />
>99: 1<br />
99: 1<br />
>99: 1<br />
75:25<br />
27a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Einfluss des Substituenten am Heteroatom<br />
O<br />
RO<br />
* Me<br />
nHept<br />
MEM: MeO<br />
nBuMgBr<br />
THF<br />
-78°C<br />
O<br />
MgBr +<br />
ROO<br />
nBu -<br />
H nHept<br />
Me<br />
MOM: MeO<br />
BOM: BnO<br />
HO nBu<br />
RO<br />
* * Me<br />
nHept<br />
Cram-Chelat<br />
THP:<br />
!<br />
*<br />
O<br />
R<br />
MEM<br />
MOM<br />
BOM<br />
Bn<br />
THP<br />
Cram-Chelat<br />
>99: 1<br />
>99: 1<br />
99: 1<br />
>99: 1<br />
75:25<br />
RO<br />
O<br />
OH<br />
OH<br />
LiAlH 4<br />
* RO<br />
* + RO<br />
*<br />
* *<br />
THF oder Et<br />
Me<br />
2 O<br />
Me<br />
Me<br />
Cram-Chelat Felkin-Anh<br />
R<br />
Bn<br />
TBS<br />
Cram-<br />
Chelat<br />
:<br />
Felkin-<br />
Anh<br />
98 : 2<br />
5 : 95<br />
Chelat<br />
kein Chelat!<br />
27b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
8.4.2 Cram-Modell<br />
IOCh<br />
• offenkettig, keine Chelatisierung<br />
• Erstes, rein empirisches Modell (heute überholt)<br />
• Annahmen: - großer Substituent L antiperiplanar zu O<br />
- Angriff im 90°-Winkel<br />
- Sterik: Angriff von der Seite mit dem kleinen Substituenten S<br />
L<br />
S<br />
*<br />
M<br />
O<br />
R<br />
Nu -<br />
(2. H + )<br />
Nu -<br />
O<br />
S<br />
M =<br />
*<br />
R<br />
L Nu -<br />
L = sterisch größter Substituent<br />
M = mittlerer Substituent<br />
S = sterisch kleinster Substituent<br />
Nu -<br />
S<br />
O<br />
R<br />
L<br />
M<br />
Nu -<br />
=<br />
L<br />
R<br />
M<br />
S<br />
Nu -<br />
Nu -<br />
O<br />
Nu OH<br />
L<br />
* * R<br />
S M<br />
Cram-Produkt<br />
Felkin-Anh-Produkt<br />
28a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
8.4.2 Cram-Modell<br />
IOCh<br />
• offenkettig, keine Chelatisierung<br />
• Erstes, rein empirisches Modell (heute überholt)<br />
• Annahmen: - großer Substituent L antiperiplanar zu O<br />
- Angriff im 90°-Winkel<br />
- Sterik: Angriff von der Seite mit dem kleinen Substituenten S<br />
L<br />
S<br />
*<br />
M<br />
O<br />
R<br />
Nu -<br />
(2. H + )<br />
Nu -<br />
O<br />
S<br />
M =<br />
*<br />
R<br />
L Nu -<br />
L = sterisch größter Substituent<br />
M = mittlerer Substituent<br />
S = sterisch kleinster Substituent<br />
Nu -<br />
S<br />
O<br />
R<br />
L<br />
M<br />
Nu -<br />
=<br />
L<br />
R<br />
M<br />
S<br />
Nu -<br />
Nu -<br />
O<br />
Nu OH<br />
L<br />
* * R<br />
S M<br />
Cram-Produkt<br />
Felkin-Anh-Produkt<br />
28b<br />
• Probleme:<br />
- ungünstige Anordnung von R und L (ekliptisch → Ketone?)<br />
(Raumbedarf des Carbonylsauerstoffs stark überschätzt)<br />
- Bürgi-Dunitz Trajekorie (103°) nicht berücksichtigt<br />
- falsche Vorhersage bei polaren EWG-Substituenten (-I-Effekt)<br />
wie Cl, OSiR 3 (wenn kein Chelat und EWG ≠ L, s. Beispiel)
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.4.3 Felkin-Anh-Modell<br />
• offenkettig, keine Chelatisierung<br />
• Experiment/Theorie (Felkin) und Berechnungen (Anh):<br />
- großer Substituent L senkrecht auf COR (minimale Torsionsspannung im ÜZ)<br />
- Angriff gemäß der Bürgi-Dunitz-Trajektorie (103°-Winkel) auf das Konformer<br />
mit dem kleinen Substituenten S in der Einflugschneise<br />
Nu -<br />
O<br />
O<br />
O<br />
Nu -<br />
S<br />
M<br />
L<br />
R<br />
R<br />
* R (2. H + O = L<br />
L =<br />
) M S<br />
M Nu -<br />
L O<br />
S<br />
S M<br />
R Nu -<br />
R Nu -<br />
L<br />
zwei diastereomere<br />
S M<br />
Konformere<br />
L = sterisch größter bzw. EWG-Substituent<br />
M = mittlerer Substituent; S = kleinster Substituent<br />
Nu OH<br />
L<br />
* * R<br />
S M<br />
Felkin-Anh-Produkt<br />
[Cram-Produkt]<br />
• Allgemein: je größer Nu - , M + und R, desto selektiver<br />
29a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.4.3 Felkin-Anh-Modell<br />
• offenkettig, keine Chelatisierung<br />
• Experiment/Theorie (Felkin) und Berechnungen (Anh):<br />
- großer Substituent L senkrecht auf COR (minimale Torsionsspannung im ÜZ)<br />
- Angriff gemäß der Bürgi-Dunitz-Trajektorie (103°-Winkel) auf das Konformer<br />
mit dem kleinen Substituenten S in der Einflugschneise<br />
Nu -<br />
O<br />
O<br />
O<br />
Nu -<br />
S<br />
M<br />
L<br />
R<br />
R<br />
* R (2. H + O = L<br />
L =<br />
) M S<br />
M Nu -<br />
L O<br />
S<br />
S M<br />
R Nu -<br />
R Nu -<br />
L<br />
zwei diastereomere<br />
S M<br />
Konformere<br />
L = sterisch größter bzw. EWG-Substituent<br />
M = mittlerer Substituent; S = kleinster Substituent<br />
Nu OH<br />
L<br />
* * R<br />
S M<br />
Felkin-Anh-Produkt<br />
[Cram-Produkt]<br />
29b<br />
• Allgemein: je größer Nu - , M + und R, desto selektiver<br />
• Sonderfall: EWG-Substituenten (Cl, OMe, OSiR 3 ) mit einem -I-Effekt<br />
σ*<br />
→ unabhängig von ihrer Größe immer 'L' (↔ Cram):<br />
C-EWG<br />
R<br />
- wegen elektronischer Abstoßung EWG δ- / Nu -<br />
EWG<br />
- wegen Hyperkonjugation π CO /σ* C-EWG<br />
S<br />
M<br />
π CO<br />
O
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Beispiele zum Felkin-Anh-Modell<br />
Reaktion A<br />
Ph<br />
*<br />
Me<br />
O<br />
H<br />
R-Li<br />
(2. H + )<br />
Me<br />
H<br />
H<br />
Ph<br />
!Diastereoselektivitäten können stark variieren!<br />
(Solvenz, Temperatur, etc.)<br />
R -<br />
O<br />
H<br />
= Ph O<br />
R -<br />
H<br />
Me<br />
OH<br />
Ph<br />
* * R<br />
Me<br />
Felkin-Anh<br />
[Cram-Produkt]<br />
R-Li<br />
Me<br />
Et<br />
nBu<br />
tBu<br />
Felkin-Anh<br />
74:26<br />
76:24<br />
87:13<br />
98: 2<br />
Größe Nu - Selektivität<br />
30a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Beispiele zum Felkin-Anh-Modell<br />
Reaktion A<br />
Ph<br />
*<br />
Me<br />
O<br />
H<br />
R-Li<br />
(2. H + )<br />
Me<br />
H<br />
H<br />
!Diastereoselektivitäten können stark variieren!<br />
(Solvenz, Temperatur, etc.)<br />
Reaktion B<br />
Ph<br />
*<br />
Me<br />
O<br />
SiMe 3<br />
R -<br />
O<br />
Ph<br />
H<br />
= Ph O<br />
R -<br />
H<br />
Me<br />
TBAF<br />
(= nBu 4 N + F - )<br />
OH<br />
Ph<br />
* * R<br />
Me<br />
Felkin-Anh<br />
[Cram-Produkt]<br />
Retention<br />
O<br />
Me Me 3 Si<br />
Me OH<br />
R-M<br />
3 Si<br />
Ph<br />
(2. H + Ph = Ph O<br />
)<br />
* *<br />
R - H<br />
R<br />
SiMe<br />
R -<br />
3<br />
H Me<br />
Me<br />
R-Li<br />
Me<br />
Et<br />
nBu<br />
tBu<br />
Felkin-Anh<br />
74:26<br />
76:24<br />
87:13<br />
98: 2<br />
Größe Nu - Selektivität<br />
R-M<br />
Me-Li<br />
nBu-Li<br />
MgBr<br />
Felkin-Anh<br />
A<br />
80:20<br />
83:17<br />
63:37<br />
B<br />
98:2<br />
>99:1<br />
92:8<br />
Größe R an COR<br />
30b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Beispiele zum Felkin-Anh-Modell<br />
Reaktion A<br />
Ph<br />
Ph<br />
*<br />
Me<br />
*<br />
Me<br />
O<br />
O<br />
H<br />
Reaktion B<br />
SiMe 3<br />
R-Li<br />
(2. H + )<br />
R -<br />
Me<br />
O<br />
H<br />
H<br />
Ph<br />
H<br />
= Ph O<br />
R -<br />
H<br />
Me<br />
!Diastereoselektivitäten können stark variieren!<br />
(Solvenz, Temperatur, etc.)<br />
TBAF<br />
(= nBu 4 N + F - )<br />
OH<br />
Ph<br />
* * R<br />
Me<br />
Felkin-Anh<br />
[Cram-Produkt]<br />
Retention<br />
O<br />
Me Me 3 Si<br />
Me OH<br />
R-M<br />
3 Si<br />
Ph<br />
(2. H + Ph = Ph O<br />
)<br />
* *<br />
R - H<br />
R<br />
SiMe<br />
R -<br />
3<br />
H Me<br />
Me<br />
R-Li<br />
Me<br />
Et<br />
nBu<br />
tBu<br />
Felkin-Anh<br />
74:26<br />
76:24<br />
87:13<br />
98: 2<br />
Größe Nu - Selektivität<br />
R-M<br />
Me-Li<br />
nBu-Li<br />
MgBr<br />
Felkin-Anh<br />
A<br />
80:20<br />
83:17<br />
63:37<br />
B<br />
98:2<br />
>99:1<br />
92:8<br />
Größe R an COR<br />
30c<br />
Ph<br />
*<br />
Me<br />
O<br />
Me<br />
O<br />
OH<br />
Me<br />
Me<br />
H - Ph<br />
(2. H + Ph = Ph O<br />
)<br />
* *<br />
H - H<br />
Me<br />
Me H -<br />
H Me<br />
Me<br />
Felkin-Anh<br />
[Cram-Produkt]<br />
R -<br />
LiAlH 4<br />
sBu 3 BHLi<br />
Größe "H - "<br />
Felkin-<br />
Anh<br />
74:26<br />
>99: 1<br />
Selektivität
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Weitere Beispiele<br />
IOCh<br />
• EWG in α-Pos. :<br />
MeO 2 C<br />
O<br />
Cl<br />
O<br />
Me -<br />
Cl<br />
Et<br />
R<br />
H<br />
- O<br />
Me<br />
Cl<br />
Et<br />
R<br />
H<br />
Me<br />
rein sterisches Felkin-Anh (L = R)<br />
=<br />
O -<br />
R<br />
Et<br />
Cl<br />
H<br />
Et<br />
Me<br />
O<br />
H<br />
R<br />
falsche<br />
Vorhersage<br />
+ MeMgCl<br />
(THF, -78°C)<br />
31a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Weitere Beispiele<br />
IOCh<br />
• EWG in α-Pos. :<br />
O<br />
MeO 2 C<br />
Cl<br />
+ MeMgCl<br />
(THF, -78°C)<br />
O<br />
O<br />
Me -<br />
Cl<br />
R<br />
Et<br />
R<br />
Me -<br />
Et<br />
H<br />
Cl<br />
H<br />
- O<br />
- O<br />
Et<br />
R<br />
Me<br />
Cl<br />
Me<br />
R<br />
Et<br />
Cl<br />
H<br />
H<br />
=<br />
Me<br />
rein sterisches Felkin-Anh (L = R)<br />
Felkin-Anh unter Berücksichtigung der EWG (L = EWG)<br />
=<br />
Et<br />
O -<br />
R<br />
O -<br />
R<br />
Et<br />
Cl<br />
Me<br />
Cl<br />
H<br />
H<br />
Et<br />
Me<br />
Me<br />
Et<br />
O<br />
O<br />
H<br />
R<br />
falsche<br />
Vorhersage<br />
H<br />
R<br />
korrekt<br />
31b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Weitere Beispiele<br />
IOCh<br />
• EWG in α-Pos. :<br />
O<br />
MeO 2 C<br />
Cl<br />
+ MeMgCl<br />
(THF, -78°C)<br />
O<br />
O<br />
Me -<br />
Cl<br />
R<br />
Et<br />
R<br />
Me -<br />
Et<br />
H<br />
Cl<br />
H<br />
- O<br />
- O<br />
Et<br />
R<br />
Me<br />
Cl<br />
Me<br />
R<br />
Et<br />
Cl<br />
H<br />
H<br />
=<br />
Me<br />
rein sterisches Felkin-Anh (L = R)<br />
Felkin-Anh unter Berücksichtigung der EWG (L = EWG)<br />
=<br />
Et<br />
O -<br />
R<br />
O -<br />
R<br />
Et<br />
Cl<br />
Me<br />
Cl<br />
H<br />
H<br />
Et<br />
Me<br />
Me<br />
Et<br />
O<br />
O<br />
H<br />
R<br />
falsche<br />
Vorhersage<br />
H<br />
R<br />
korrekt<br />
31c<br />
• Cyclische Ketone: axialer >> äquatorialer Angriff (Stereoelektronik vs. Sterik)<br />
(stereoelektronisch<br />
begünstigt)<br />
axial<br />
O<br />
Nu -<br />
tBu<br />
äquatorial<br />
(sterisch begünstigt)<br />
Konformationsanker<br />
(immer äquatorial)<br />
tBu<br />
tBu<br />
Nu<br />
z.B. NaBH 4 : 90<br />
:<br />
10<br />
OH<br />
OH<br />
Nu
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Weitere Beispiele<br />
IOCh<br />
• EWG in α-Pos. :<br />
O<br />
MeO 2 C<br />
Cl<br />
+ MeMgCl<br />
(THF, -78°C)<br />
O<br />
O<br />
Me -<br />
Cl<br />
R<br />
Et<br />
R<br />
Cl<br />
H<br />
Me -<br />
Et<br />
H<br />
- O<br />
- O<br />
Et<br />
R<br />
Me<br />
Cl<br />
Me<br />
R<br />
Et<br />
Cl<br />
H<br />
H<br />
=<br />
Me<br />
rein sterisches Felkin-Anh (L = R)<br />
Felkin-Anh unter Berücksichtigung der EWG (L = EWG)<br />
=<br />
Et<br />
O -<br />
R<br />
O -<br />
R<br />
Et<br />
Cl<br />
Me<br />
Cl<br />
H<br />
H<br />
Et<br />
Me<br />
Me<br />
Et<br />
O<br />
O<br />
H<br />
R<br />
falsche<br />
Vorhersage<br />
H<br />
R<br />
korrekt<br />
31d<br />
• Cyclische Ketone: axialer >> äquatorialer Angriff (Stereoelektronik vs. Sterik)<br />
(stereoelektronisch<br />
begünstigt)<br />
axial<br />
O<br />
Nu -<br />
tBu<br />
äquatorial<br />
(sterisch begünstigt)<br />
Konformationsanker<br />
(immer äquatorial)<br />
tBu<br />
tBu<br />
Nu<br />
90<br />
z.B. NaBH 4 : :<br />
10<br />
OH<br />
OH<br />
Nu<br />
Cl<br />
Cl<br />
O<br />
O<br />
Nu -<br />
jeweils axialer Angriff<br />
Nu -<br />
H<br />
O<br />
Cl<br />
EWG senkrecht zu C=O<br />
Cl<br />
Nu<br />
OH
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.5 α-Alkylierung<br />
von Ketonen<br />
O<br />
Me<br />
Base<br />
R-X<br />
Me<br />
R<br />
O<br />
O<br />
O<br />
R<br />
Me<br />
Me<br />
Me R<br />
R<br />
+ + + +<br />
O<br />
Me<br />
R<br />
Me O<br />
Selbstkondensation<br />
C- vs. O-<br />
Alkylierung<br />
Mehrfachalkylierung<br />
Regioselektivität<br />
32a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
O<br />
Me<br />
Base<br />
R-X<br />
Me<br />
• Problem:<br />
- Selbstkondensation:<br />
8.5 α-Alkylierung<br />
von Ketonen<br />
O<br />
Me<br />
Selbstkondensation<br />
- C- vs. O-Alkylierung:<br />
R<br />
O<br />
O<br />
O<br />
R<br />
Me<br />
Me<br />
Me R<br />
R<br />
+ + + +<br />
C- vs. O-<br />
Alkylierung<br />
• Lösungsansatz:<br />
Mehrfachalkylierung<br />
O<br />
Regioselektivität<br />
- Keton/Enolat-Gemische vermeiden<br />
• spezifische Enolatäquivalente verwenden<br />
• Keton zu starker Base tropfen →schnelle, irreversible<br />
und quantitative Enolatbildung → Abfang mit R-X<br />
- HSAB-Konzept: hart: O-Alkylierung (TMS-Cl, R-OTf)<br />
weich: C-Alkylierung (Li + als Ion, R-I, R-Br)<br />
Me<br />
R<br />
32b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
O<br />
Me<br />
Base<br />
R-X<br />
Me<br />
• Problem:<br />
- Selbstkondensation:<br />
8.5 α-Alkylierung<br />
von Ketonen<br />
O<br />
Me<br />
Selbstkondensation<br />
- C- vs. O-Alkylierung:<br />
- Mehrfachalkylierung:<br />
R<br />
O<br />
O<br />
O<br />
R<br />
Me<br />
Me<br />
Me R<br />
R<br />
+ + + +<br />
C- vs. O-<br />
Alkylierung<br />
• Lösungsansatz:<br />
Mehrfachalkylierung<br />
O<br />
Regioselektivität<br />
- Keton/Enolat-Gemische vermeiden<br />
• spezifische Enolatäquivalente verwenden<br />
• Keton zu starker Base tropfen →schnelle, irreversible<br />
und quantitative Enolatbildung → Abfang mit R-X<br />
- HSAB-Konzept: hart: O-Alkylierung (TMS-Cl, R-OTf)<br />
weich: C-Alkylierung (Li + als Ion, R-I, R-Br)<br />
- Keine Base in Gegenwart von bereits gebildetem Produkt<br />
• Überschuß an Base vermeiden, starke Base verwenden<br />
- Umweg über hochreaktive dianionische Intermediate<br />
Me<br />
R<br />
O<br />
1. KH<br />
2. nBuLi<br />
-<br />
O<br />
-<br />
1. BnBr O<br />
(1 Äquiv.)<br />
2. H +<br />
Bn<br />
O<br />
O<br />
OEt<br />
1. NaH<br />
2. LDA<br />
O -<br />
O -<br />
OEt<br />
1. R-X<br />
(1 Äquiv.)<br />
2. H +<br />
R<br />
O<br />
O<br />
OEt<br />
32c<br />
hochreaktives Dianion<br />
Dianion<br />
(Hauser'sche Regel: Wo zuletzt deprotoniert wird, wird zuerst alkyliert)
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Kontrolle der Regioselektivität I<br />
• durch kinetische vs. thermodynamische Deprotonierung:<br />
- starke, sterisch gehinderte Basen wie LDA, Ph 3 ,־C LTMP) bei -78°C:<br />
→ kinetisch kontrollierte, irreversible Deprotonierung<br />
→ weniger substituiertes Enolat (meist Z-Konfiguration, Kap. 8.6)<br />
- schwächere, wenig gehinderte Basen (NaH, KOtBu) bei RT oder ΔT:<br />
→ (reversible) thermodynamisch kontrollierte Deprotonierung<br />
→ höher substituiertes Enolat<br />
O<br />
O -<br />
Br<br />
KOtBu<br />
tBuOH<br />
Δ<br />
thermodynamisch kontrolliert<br />
H<br />
-Problem: nachträgliche Isomerisierung (kinetisch → thermodynamisch)<br />
O<br />
H<br />
Br<br />
LDA<br />
THF<br />
-78°C<br />
kinetisch kontrolliert<br />
O -<br />
Br<br />
N<br />
Li<br />
LTMP<br />
O<br />
33a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Kontrolle der Regioselektivität I<br />
• durch kinetische vs. thermodynamische Deprotonierung:<br />
- starke, sterisch gehinderte Basen wie LDA, Ph 3 ,־C LTMP) bei -78°C:<br />
→ kinetisch kontrollierte, irreversible Deprotonierung<br />
→ weniger substituiertes Enolat (meist Z-Konfiguration, Kap. 8.6)<br />
- schwächere, wenig gehinderte Basen (NaH, KOtBu) bei RT oder ΔT:<br />
→ (reversible) thermodynamisch kontrollierte Deprotonierung<br />
→ höher substituiertes Enolat<br />
O<br />
O -<br />
Br<br />
KOtBu<br />
tBuOH<br />
Δ<br />
thermodynamisch kontrolliert<br />
H<br />
-Problem: nachträgliche Isomerisierung (kinetisch → thermodynamisch)<br />
O<br />
H<br />
Br<br />
LDA<br />
THF<br />
-78°C<br />
kinetisch kontrolliert<br />
O -<br />
Br<br />
N<br />
Li<br />
LTMP<br />
O<br />
• durch gezielte Blockade des weniger gehinderten α-Kohlenstoffatoms:<br />
33b<br />
O<br />
Me<br />
1. LDA<br />
2. HCO 2 Et<br />
(kinetisch)<br />
OH<br />
O<br />
Me PhSH<br />
blockiert!<br />
SPh<br />
O<br />
Me<br />
1. KOtBu<br />
2. MeI<br />
SPh<br />
O<br />
Me<br />
Me<br />
NaOH<br />
O<br />
Me<br />
Me
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Kontrolle der Regioselektivität II<br />
II<br />
• durch gezielte Aktivierung des weniger gehinderten α-Kohlenstoffatoms:<br />
O<br />
Me<br />
Cl<br />
O<br />
OEt<br />
NaOEt<br />
EtO<br />
prinzipiell: Gleichgewichtsreaktion<br />
(vgl. Claisen-Esterkondensation)<br />
(Ketonspaltung mit NaOEt als Rückreaktion)<br />
Verschieben des Gleichgewichts zum Produkt<br />
durch regioselektive Enolatbildung<br />
O<br />
O -<br />
Me<br />
R-X<br />
O<br />
EtO R<br />
ß-Ketoester-Trick<br />
analog:<br />
O<br />
H<br />
O<br />
Me NaOH R Me<br />
ΔT<br />
Ketonspaltung<br />
O<br />
O<br />
OEt<br />
Cl<br />
OEt<br />
O (-CO bei ΔT)<br />
34a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Kontrolle der Regioselektivität II<br />
II<br />
• durch gezielte Aktivierung des weniger gehinderten α-Kohlenstoffatoms:<br />
O<br />
Me<br />
Cl<br />
O<br />
OEt<br />
NaOEt<br />
EtO<br />
prinzipiell: Gleichgewichtsreaktion<br />
(vgl. Claisen-Esterkondensation)<br />
(Ketonspaltung mit NaOEt als Rückreaktion)<br />
Verschieben des Gleichgewichts zum Produkt<br />
durch regioselektive Enolatbildung<br />
O<br />
O -<br />
Me<br />
R-X<br />
O<br />
EtO R<br />
ß-Ketoester-Trick<br />
analog:<br />
O<br />
H<br />
O<br />
Me NaOH R Me<br />
ΔT<br />
Ketonspaltung<br />
O<br />
O<br />
OEt<br />
Cl<br />
OEt<br />
O (-CO bei ΔT)<br />
• durch spezifische regioselektive Enol(at)äquivalente:<br />
- Enamine:<br />
O<br />
Me<br />
N<br />
H<br />
TsOH<br />
N<br />
Me<br />
+<br />
N<br />
H<br />
H<br />
R-X<br />
R<br />
N +<br />
Me<br />
H +<br />
H 2 O<br />
R<br />
O<br />
Me<br />
ungünstig<br />
(syn-Pentan-Spannung)<br />
34b<br />
Problem: Enamine sind schwache Nucleophile → nur mit reaktiven Elektrophilen<br />
Enantioselektive Variante: Ender'sches RAMP/SAMP-Verfahren
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Kontrolle der Regioselektivität III<br />
III<br />
• durch spezifische regioselektive Enol(at)äquivalente:<br />
- Enolacetate:<br />
O<br />
Me<br />
Ac 2 O<br />
HClO 4<br />
(hart/hart)<br />
O<br />
thermodynamische Kontrolle<br />
O<br />
Me<br />
Me-Li<br />
O -<br />
Li +<br />
Me<br />
R-X<br />
O<br />
Me<br />
R<br />
Problem:<br />
Isomerisierung des<br />
Li-Enolats möglich<br />
(Produkt als H + -Quelle)<br />
35a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Kontrolle der Regioselektivität III<br />
III<br />
• durch spezifische regioselektive Enol(at)äquivalente:<br />
- Enolacetate:<br />
O<br />
Me<br />
Ac 2 O<br />
HClO 4<br />
(hart/hart)<br />
O<br />
thermodynamische Kontrolle<br />
O<br />
Me<br />
Me-Li<br />
O -<br />
Li +<br />
Me<br />
R-X<br />
O<br />
Me<br />
R<br />
Problem:<br />
Isomerisierung des<br />
Li-Enolats möglich<br />
(Produkt als H + -Quelle)<br />
- Silylenolether:<br />
O<br />
thermodynamisch<br />
Me<br />
1. NaH, DME<br />
2. TMSCl<br />
1. LDA<br />
2. TMSCl<br />
kinetisch<br />
OTMS<br />
Me<br />
OTMS<br />
Me<br />
TBAF (= nBu 4 N + F - )<br />
oder TiCl 4<br />
R-X<br />
TBAF (= nBu 4 N + F - )<br />
oder TiCl 4<br />
R-X<br />
R<br />
O<br />
O<br />
Me<br />
R<br />
Me<br />
TBAF:<br />
erzeugt reaktives 'nacktes' Anion<br />
(-TMS-F, nBu 4 N + als Gegenion)<br />
TiCl 4 :<br />
Aktivierung von R-X<br />
vgl. Mukaiyama-Aldol-Reaktion<br />
35b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Kontrolle der Regioselektivität IV<br />
IV<br />
• durch spezifische regioselektive Enol(at)äquivalente:<br />
- Reduktiv:<br />
Br<br />
Br<br />
O<br />
Me<br />
Br 2<br />
NaOH<br />
O<br />
thermodynamisch<br />
(stabileres Enol)<br />
Me<br />
Br 2 , HOAc<br />
O<br />
Me<br />
Zn<br />
Br<br />
(Reformatzky)<br />
O<br />
Me<br />
ZnBr<br />
R-X<br />
O<br />
Me<br />
R<br />
(analog: mit Mg anstelle von Zn)<br />
36a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Kontrolle der Regioselektivität IV<br />
IV<br />
• durch spezifische regioselektive Enol(at)äquivalente:<br />
- Reduktiv:<br />
Br<br />
Br<br />
O<br />
Me<br />
Br 2<br />
NaOH<br />
O<br />
thermodynamisch<br />
(stabileres Enol)<br />
Me<br />
1. LDA<br />
2. TMSCl<br />
Br 2 , HOAc<br />
kinetisch<br />
O<br />
OTMS<br />
Me<br />
Me<br />
Zn<br />
Br<br />
(Reformatzky)<br />
O<br />
Br<br />
N<br />
(NBS)<br />
O<br />
Br<br />
O<br />
O<br />
Me<br />
ZnBr<br />
Me<br />
R-X<br />
1. Zn<br />
2. R-X R<br />
O<br />
O<br />
Me<br />
R<br />
(analog: mit Mg anstelle von Zn)<br />
Me<br />
36b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Kontrolle der Regioselektivität IV<br />
IV<br />
• durch spezifische regioselektive Enol(at)äquivalente:<br />
- Reduktiv:<br />
Br<br />
Br<br />
O<br />
Me<br />
Br 2<br />
NaOH<br />
O<br />
thermodynamisch<br />
(stabileres Enol)<br />
Me<br />
1. LDA<br />
2. TMSCl<br />
Br 2 , HOAc<br />
kinetisch<br />
OTMS<br />
Me<br />
- 1,3-Abfang nach 1,4-Addition (Michael-Addition):<br />
O<br />
Me<br />
Zn<br />
Br<br />
(Reformatzky)<br />
O<br />
Br<br />
N<br />
(NBS)<br />
O<br />
Br<br />
O<br />
O<br />
Me<br />
ZnBr<br />
Me<br />
R-X<br />
1. Zn<br />
2. R-X R<br />
O<br />
O<br />
Me<br />
R<br />
(analog: mit Mg anstelle von Zn)<br />
Me<br />
O<br />
R<br />
R-X<br />
O -<br />
H<br />
Li / NH 3<br />
(Birch)<br />
O<br />
R' 2 CuLi<br />
O -<br />
R'<br />
R-X<br />
O<br />
R<br />
R'<br />
(rac)<br />
36c
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Kontrolle der Regioselektivität IV<br />
IV<br />
• durch spezifische regioselektive Enol(at)äquivalente:<br />
- Reduktiv:<br />
Br<br />
Br<br />
O<br />
Me<br />
Br 2<br />
NaOH<br />
O<br />
thermodynamisch<br />
(stabileres Enol)<br />
Me<br />
1. LDA<br />
2. TMSCl<br />
Br 2 , HOAc<br />
kinetisch<br />
- 1,3-Abfang nach 1,4-Addition (Michael-Addition):<br />
O<br />
OTMS<br />
Me<br />
Me<br />
Zn<br />
Br<br />
(Reformatzky)<br />
O<br />
Br<br />
N<br />
(NBS)<br />
O<br />
Br<br />
O<br />
O<br />
Me<br />
ZnBr<br />
R-X<br />
O<br />
Me<br />
R<br />
(analog: mit Mg anstelle von Zn)<br />
Me<br />
1. Zn<br />
2. R-X R<br />
O<br />
Me<br />
O<br />
R<br />
R-X<br />
O -<br />
H<br />
Li / NH 3<br />
(Birch)<br />
O<br />
R' 2 CuLi<br />
O -<br />
R'<br />
R-X<br />
O<br />
R<br />
R'<br />
(rac)<br />
Beispiel:<br />
O<br />
Me<br />
Me 2 CuLi<br />
O -<br />
Me<br />
O<br />
Me<br />
36d<br />
Br<br />
Me<br />
(rac)<br />
Br<br />
Me<br />
(rac)
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Übersicht: Reaktionen von Ketonenolaten<br />
O<br />
R<br />
O<br />
N 2<br />
O O<br />
Ph S<br />
N 3<br />
R-X<br />
weich<br />
O<br />
SePh<br />
PhSeBr<br />
oder PhSe-SePh<br />
O<br />
SePh<br />
1. H 2 O 2<br />
2. ΔT<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
PhSO 2<br />
O<br />
O<br />
N<br />
Ph<br />
O -<br />
R<br />
O<br />
O<br />
H<br />
O<br />
OH<br />
R<br />
O<br />
R<br />
OR<br />
R'O<br />
R<br />
O<br />
O<br />
O<br />
X<br />
OR<br />
O<br />
O<br />
OR<br />
R<br />
O<br />
O<br />
OR<br />
analog: Esterenolate<br />
37
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.6 Metallenolate in in Aldol- und verwandten Reaktionen<br />
• Problem: Vorhersage der einfachen Diastereoselektivität bei Aldolreaktionen<br />
achiraler Enolate mit unsymmetrischen Carbonylverbindungen<br />
M<br />
O<br />
O<br />
+<br />
R<br />
H R''<br />
R'<br />
R = Alkyl etc: Ketonenolat<br />
R = Alkoxy: Esterenolat<br />
R = Amino: Amidenolat<br />
(2. H + )<br />
O<br />
R<br />
O<br />
R<br />
OH<br />
* * R''<br />
R'<br />
OH<br />
*<br />
* R''<br />
R'<br />
O OH<br />
+ R * * R''<br />
syn (rac)<br />
R'<br />
O OH<br />
+<br />
R *<br />
* R''<br />
anti (rac) R'<br />
Aufbau zweier neuer Stereozentren!<br />
• Wie vorhersagbar?<br />
• Wie steuerbar?<br />
38
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Steuerungsprinzipien<br />
IOCh<br />
• Konfiguration des Enolats (E vs. Z)<br />
Hinweis: in der E/Z-Nomenklatur hat der Enolatsauerstoff die höchste Priorität<br />
• relative Orientierung der Reaktanden zueinander im Übergangszustand<br />
R<br />
O<br />
R'<br />
M<br />
R O<br />
O<br />
H<br />
R''<br />
R'<br />
H<br />
Base,<br />
dann<br />
R''CHO<br />
Z-Enolat<br />
O<br />
OH<br />
R<br />
* *<br />
R'<br />
R''<br />
anti (rac)<br />
39a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Steuerungsprinzipien<br />
IOCh<br />
• Konfiguration des Enolats (E vs. Z)<br />
Hinweis: in der E/Z-Nomenklatur hat der Enolatsauerstoff die höchste Priorität<br />
• relative Orientierung der Reaktanden zueinander im Übergangszustand<br />
R<br />
O<br />
R'<br />
M<br />
R O<br />
O<br />
Orientierung<br />
H R''<br />
bzw. M<br />
R'<br />
H<br />
R O<br />
O<br />
H<br />
R''<br />
R'<br />
H<br />
Base,<br />
dann<br />
R''CHO<br />
Z-Enolat<br />
O<br />
OH<br />
O<br />
OH<br />
R<br />
* * R''<br />
R' syn (rac)<br />
R<br />
* *<br />
R'<br />
R''<br />
anti (rac)<br />
39b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Steuerungsprinzipien<br />
IOCh<br />
• Konfiguration des Enolats (E vs. Z)<br />
Hinweis: in der E/Z-Nomenklatur hat der Enolatsauerstoff die höchste Priorität<br />
• relative Orientierung der Reaktanden zueinander im Übergangszustand<br />
R<br />
O<br />
R'<br />
M<br />
R O<br />
O<br />
Orientierung<br />
H R''<br />
bzw. M<br />
R'<br />
H<br />
R O<br />
O<br />
H<br />
R''<br />
R'<br />
H<br />
Base,<br />
dann<br />
R''CHO<br />
M<br />
R O<br />
O<br />
Orientierung<br />
H R''<br />
bzw. M<br />
H<br />
R'<br />
R O<br />
O<br />
H<br />
R''<br />
H<br />
R'<br />
O<br />
OH<br />
Z-Enolat<br />
O<br />
OH<br />
wie<br />
steuerbar?<br />
O<br />
OH<br />
E-Enolat<br />
O<br />
OH<br />
R<br />
* * R''<br />
R' syn (rac)<br />
R<br />
* *<br />
R'<br />
R''<br />
anti (rac)<br />
R<br />
* *<br />
R'<br />
R''<br />
anti (rac)<br />
R<br />
* *<br />
R'<br />
R''<br />
syn (rac)<br />
39c
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei der Bildung von Li-Enolaten<br />
I<br />
• Nachfolgendes gilt <strong>für</strong> irreversible Deprotonierungen mit sterisch stark<br />
gehinderten Basen wie LDA bei tiefer Temperatur (-78°C)<br />
• Übergangszustand: Li-verbrückter 6-gliedriger Sessel<br />
• Entscheidend <strong>für</strong> die Bildung des E- bzw. Z-Enolats:<br />
relative Stabilität der beiden möglichen diastereomeren Übergangszustände<br />
R<br />
O<br />
X<br />
LDA<br />
THF<br />
-78°C<br />
X = Alkyl: Keton(enolat)<br />
X = Alkoxy: Ester(enolat)<br />
X = Amin: Amid(enolat)<br />
N<br />
N<br />
Li<br />
Li<br />
H<br />
H<br />
O<br />
O<br />
H<br />
X<br />
R<br />
äqu.<br />
X<br />
H<br />
R<br />
OLi<br />
OLi<br />
X<br />
R<br />
E-Enolat<br />
X<br />
R<br />
ax.<br />
Z-Enolat<br />
40a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei der Bildung von Li-Enolaten<br />
I<br />
• Nachfolgendes gilt <strong>für</strong> irreversible Deprotonierungen mit sterisch stark<br />
gehinderten Basen wie LDA bei tiefer Temperatur (-78°C)<br />
• Übergangszustand: Li-verbrückter 6-gliedriger Sessel<br />
• Entscheidend <strong>für</strong> die Bildung des E- bzw. Z-Enolats:<br />
relative Stabilität der beiden möglichen diastereomeren Übergangszustände<br />
N<br />
Li<br />
H<br />
O<br />
H<br />
X<br />
R<br />
äqu.<br />
OLi<br />
X<br />
R<br />
E-Enolat<br />
E-Enolat, wenn<br />
'1,2-diäquatoriale' WW (R↔X)<br />
weniger destabilisierend<br />
R<br />
O<br />
X<br />
LDA<br />
THF<br />
-78°C<br />
X = Alkyl: Keton(enolat)<br />
X = Alkoxy: Ester(enolat)<br />
X = Amin: Amid(enolat)<br />
N<br />
Li<br />
H<br />
O<br />
R<br />
X<br />
H<br />
ax.<br />
R<br />
OLi<br />
X<br />
Z-Enolat<br />
Z-Enolat, wenn<br />
1,3-diaxiale WW (R↔iPr)<br />
weniger destabilisierend<br />
40b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei der Bildung von Li-Enolaten<br />
I<br />
• Nachfolgendes gilt <strong>für</strong> irreversible Deprotonierungen mit sterisch stark<br />
gehinderten Basen wie LDA bei tiefer Temperatur (-78°C)<br />
• Übergangszustand: Li-verbrückter 6-gliedriger Sessel<br />
• Entscheidend <strong>für</strong> die Bildung des E- bzw. Z-Enolats:<br />
relative Stabilität der beiden möglichen diastereomeren Übergangszustände<br />
N<br />
Li<br />
H<br />
O<br />
H<br />
X<br />
R<br />
äqu.<br />
OLi<br />
X<br />
R<br />
E-Enolat<br />
E-Enolat, wenn<br />
'1,2-diäquatoriale' WW (R↔X)<br />
weniger destabilisierend<br />
R<br />
O<br />
X<br />
LDA<br />
THF<br />
-78°C<br />
X = Alkyl: Keton(enolat)<br />
X = Alkoxy: Ester(enolat)<br />
X = Amin: Amid(enolat)<br />
N<br />
Li<br />
H<br />
O<br />
R<br />
X<br />
H<br />
ax.<br />
R<br />
OLi<br />
X<br />
Z-Enolat<br />
entscheidend <strong>für</strong> E/Z-Geometrie:<br />
dominierende WW mit iPr oder X?<br />
Z-Enolat, wenn<br />
1,3-diaxiale WW (R↔iPr)<br />
weniger destabilisierend<br />
40c<br />
• Da in 0. Näherung alle 1,3-diaxiale WW (iPr↔R) relativ ähnlich sind,<br />
ist im Normalfall die Größe der 1,2-diäquatorialen WW entscheidend!
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei der Bildung von Li-Enolaten<br />
II<br />
II<br />
• Amidenolate:<br />
A<br />
N<br />
Li<br />
H<br />
O<br />
H<br />
R<br />
N<br />
äqu.<br />
R''<br />
R'<br />
!<br />
OLi<br />
NR'R''<br />
R<br />
E-Enolat<br />
sp 2 N<br />
R<br />
O<br />
NR'R''<br />
LDA<br />
THF<br />
-78°C<br />
N<br />
Li<br />
H<br />
O<br />
sp 2<br />
H<br />
R''<br />
R'<br />
R<br />
OLi<br />
NR'R''<br />
B<br />
R<br />
ax.<br />
Z-Enolat<br />
Die Substituenten R' und R'' am Sickstoffatom können sich nicht beide zugleich<br />
wegdrehen → starke destablisierende sterische WW (NR'R''↔R)!<br />
Im Vergleich dazu ist die WW (iPr↔R) viel weniger destabilisierend.<br />
41<br />
WW (iPr↔R)
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei der Bildung von Li-Enolaten<br />
III<br />
III<br />
• Esterenolate:<br />
A<br />
N<br />
Li<br />
H<br />
O<br />
H<br />
R' O<br />
R<br />
äqu.<br />
OLi<br />
OR'<br />
R<br />
E-Enolat<br />
R<br />
O<br />
OR'<br />
LDA<br />
THF<br />
-78°C<br />
N<br />
Li<br />
H<br />
O<br />
R' O<br />
H<br />
R<br />
OLi<br />
OR'<br />
B<br />
!<br />
R<br />
ax.<br />
Z-Enolat<br />
Der Substituent R' am Sauerstoffatom kann sich wegdrehen<br />
→ sehr schwache, kaum destablisierende sterische WW (OR'↔R)!<br />
Im Vergleich dazu ist die WW (iPr↔R) stärker destabilisierend.<br />
42<br />
WW (iPr↔R) >> WW (OR'↔R)<br />
→ Übergangszustand A begünstigt<br />
→ E-Enolat
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei der Bildung von Li-Enolaten<br />
IV<br />
IV<br />
• Ketonenolate:<br />
A<br />
N<br />
Li<br />
H<br />
O<br />
H<br />
R'<br />
R<br />
äqu.<br />
OLi<br />
R'<br />
R<br />
E-Enolat<br />
R<br />
O<br />
R'<br />
LDA<br />
THF<br />
-78°C<br />
N<br />
Li<br />
H<br />
O<br />
R'<br />
H<br />
R<br />
OLi<br />
R'<br />
B<br />
R<br />
ax.<br />
Z-Enolat<br />
R' = tert. Alkyl: WW (iPr↔R)
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei der Bildung von Li-Enolaten<br />
V<br />
• Einfluss von Komplexbildnern wie HMPT oder DMPU:<br />
→ Li + wird durch Komplexierung entzogen<br />
→ kein Sessel-, sondern ein acyclischer Übergangszustand → Z-Enolat<br />
R<br />
O<br />
X<br />
LDA<br />
THF/DMPU<br />
oder THF/HMPT<br />
-78°C<br />
-<br />
iPr 2 N<br />
O<br />
[Li • DMPU] +<br />
-<br />
+<br />
oder<br />
H<br />
R<br />
[Li • HMPT] + X<br />
H R<br />
O Z-Enolat<br />
X<br />
(stabilisiert durch σ C-H /π* C=O -WW)<br />
NMe<br />
DMPU: O<br />
NMe<br />
HMPT: O=P(NMe 2 ) 3<br />
44a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei der Bildung von Li-Enolaten<br />
V<br />
• Einfluss von Komplexbildnern wie HMPT oder DMPU:<br />
→ Li + wird durch Komplexierung entzogen<br />
→ kein Sessel-, sondern ein acyclischer Übergangszustand → Z-Enolat<br />
R<br />
O<br />
X<br />
LDA<br />
THF/DMPU<br />
oder THF/HMPT<br />
-78°C<br />
-<br />
iPr 2 N<br />
O<br />
[Li • DMPU] +<br />
-<br />
+<br />
oder<br />
H<br />
R<br />
[Li • HMPT] + X<br />
H R<br />
O Z-Enolat<br />
X<br />
(stabilisiert durch σ C-H /π* C=O -WW)<br />
NMe<br />
DMPU: O<br />
NMe<br />
HMPT: O=P(NMe 2 ) 3<br />
• Basengröße: LDA < LiHMDS [LiN(SiMe 3 ) 2 ] < LOBA [LiN(tBu)(CMe 2 tBu)]<br />
→ WW (Base↔R ax ) steigt → Bildung des E-Enolats begünstigt<br />
44b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei der Bildung von Li-Enolaten<br />
V<br />
• Einfluss von Komplexbildnern wie HMPT oder DMPU:<br />
→ Li + wird durch Komplexierung entzogen<br />
→ kein Sessel-, sondern ein acyclischer Übergangszustand → Z-Enolat<br />
R<br />
O<br />
X<br />
LDA<br />
THF/DMPU<br />
oder THF/HMPT<br />
-78°C<br />
-<br />
iPr 2 N<br />
O<br />
[Li • DMPU] +<br />
-<br />
+<br />
oder<br />
H<br />
R<br />
[Li • HMPT] + X<br />
H R<br />
O Z-Enolat<br />
X<br />
(stabilisiert durch σ C-H /π* C=O -WW)<br />
NMe<br />
DMPU: O<br />
NMe<br />
HMPT: O=P(NMe 2 ) 3<br />
• Basengröße: LDA < LiHMDS [LiN(SiMe 3 ) 2 ] < LOBA [LiN(tBu)(CMe 2 tBu)]<br />
→ WW (Base↔R ax ) steigt → Bildung des E-Enolats begünstigt<br />
44c<br />
• Weitere Einflüsse:<br />
- Cyclische Verbindungen ergeben aufgrund des Ringes E-Enolate<br />
- Chelatisierende Substituenten in α-/ß-Position führen zu Z-Enolaten<br />
O<br />
LDA<br />
MeO<br />
O OLi OMe<br />
THF, -78°C<br />
E-Enolat<br />
LDA<br />
THF, -78°C<br />
MeO<br />
Li<br />
O<br />
OMe<br />
Z-Enolat
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Übersicht und Beispiele<br />
O<br />
X<br />
Base<br />
THF, -78°C<br />
OLi<br />
X +<br />
E-Enolat<br />
Z-Enolat<br />
OLi<br />
X<br />
Typ<br />
X<br />
Base Additiv E : Z Anmerkung<br />
1<br />
Keton<br />
Et<br />
LDA<br />
---<br />
77 : 23<br />
2<br />
3<br />
4<br />
Keton<br />
Keton<br />
Keton<br />
iPr<br />
tBu<br />
Ph<br />
LDA<br />
LDA<br />
LDA<br />
---<br />
---<br />
---<br />
40 : 60<br />
2 : 98<br />
1 : 99<br />
√<br />
√<br />
Größe X<br />
45a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Übersicht und Beispiele<br />
O<br />
X<br />
Base<br />
THF, -78°C<br />
OLi<br />
X +<br />
E-Enolat<br />
Z-Enolat<br />
OLi<br />
X<br />
Typ<br />
X<br />
Base Additiv E : Z Anmerkung<br />
1<br />
Keton<br />
Et<br />
LDA<br />
---<br />
77 : 23<br />
5<br />
6<br />
Keton<br />
Keton<br />
Et<br />
Et<br />
LiTMP<br />
LOBA<br />
---<br />
---<br />
86 : 14<br />
98 : 2<br />
√<br />
Größe der<br />
Base (↔ 1)<br />
LOBA:<br />
Li<br />
N<br />
LiTMP:<br />
Li<br />
N<br />
45b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Übersicht und Beispiele<br />
O<br />
X<br />
Base<br />
THF, -78°C<br />
OLi<br />
X +<br />
E-Enolat<br />
Z-Enolat<br />
OLi<br />
X<br />
Typ<br />
X<br />
Base Additiv E : Z Anmerkung<br />
8<br />
9<br />
Ester<br />
Ester<br />
OMe<br />
OtBu<br />
LDA<br />
LDA<br />
---<br />
---<br />
95 : 5<br />
95 : 5<br />
√<br />
√<br />
11<br />
Thioester<br />
StBu<br />
LDA<br />
---<br />
95 : 5<br />
√<br />
45c
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Übersicht und Beispiele<br />
O<br />
X<br />
Base<br />
THF, -78°C<br />
OLi<br />
X +<br />
E-Enolat<br />
Z-Enolat<br />
OLi<br />
X<br />
Typ<br />
X<br />
Base Additiv E : Z Anmerkung<br />
12<br />
13<br />
Amid<br />
Amid<br />
NEt 2<br />
O<br />
N O<br />
LDA<br />
LDA<br />
---<br />
---<br />
1 : 99<br />
1 : 99<br />
√<br />
√<br />
45d
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Übersicht und Beispiele<br />
O<br />
X<br />
Base<br />
THF, -78°C<br />
OLi<br />
X +<br />
E-Enolat<br />
Z-Enolat<br />
OLi<br />
X<br />
Typ<br />
X<br />
Base Additiv E : Z Anmerkung<br />
1<br />
Keton<br />
Et<br />
LDA<br />
---<br />
77 : 23<br />
7<br />
8<br />
Keton<br />
Ester<br />
Et<br />
OMe<br />
LDA<br />
LDA<br />
HMPT<br />
---<br />
5 : 95<br />
95 : 5<br />
√<br />
acyclischer ÜZ (↔ 1)<br />
10<br />
Ester<br />
OMe<br />
LDA<br />
HMPT<br />
16 : 84<br />
√<br />
acyclischer ÜZ (↔ 8)<br />
45e
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Übersicht und Beispiele<br />
O<br />
X<br />
Base<br />
THF, -78°C<br />
OLi<br />
X +<br />
E-Enolat<br />
Z-Enolat<br />
OLi<br />
X<br />
Typ<br />
X<br />
Base Additiv E : Z Anmerkung<br />
1<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
10<br />
11<br />
12<br />
13<br />
Keton<br />
Keton<br />
Keton<br />
Keton<br />
Keton<br />
Keton<br />
Keton<br />
Ester<br />
Ester<br />
Ester<br />
Thioester<br />
Amid<br />
Amid<br />
Et<br />
iPr<br />
tBu<br />
Ph<br />
Et<br />
Et<br />
Et<br />
OMe<br />
OtBu<br />
OMe<br />
StBu<br />
NEt 2<br />
O<br />
N O<br />
LDA<br />
LDA<br />
LDA<br />
LDA<br />
LiTMP<br />
LOBA<br />
LDA<br />
LDA<br />
LDA<br />
LDA<br />
LDA<br />
LDA<br />
LDA<br />
---<br />
---<br />
---<br />
---<br />
---<br />
---<br />
HMPT<br />
---<br />
---<br />
HMPT<br />
---<br />
---<br />
---<br />
77 : 23<br />
40 : 60<br />
2 : 98<br />
1 : 99<br />
86 : 14<br />
98 : 2<br />
5 : 95<br />
95 : 5<br />
95 : 5<br />
16 : 84<br />
95 : 5<br />
1 : 99<br />
1 : 99<br />
√<br />
√<br />
√<br />
√<br />
√<br />
√<br />
√<br />
√<br />
√<br />
√<br />
Größe X<br />
Größe der<br />
Base (↔ 1)<br />
acyclischer ÜZ (↔ 1)<br />
acyclischer ÜZ (↔ 8)<br />
LOBA:<br />
Li<br />
N<br />
LiTMP:<br />
Li<br />
N<br />
45f<br />
• Am besten geeignet: Amide (→ zuverlässig, hochgradig selektiv Z-Enolate)
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei Borenolaten und Silylenolethern<br />
• Borenolate:<br />
BBu<br />
O 2<br />
R<br />
X<br />
Z-Borenolat<br />
Bu 2 BOTf<br />
iPr 2 NEt<br />
R<br />
O<br />
X<br />
Cy 2 BCl<br />
NEt 3<br />
R<br />
O<br />
BCy 2<br />
X<br />
E-Borenolat<br />
Cy = cyclohexyl<br />
überwiegend Z-Enolat, wenn<br />
- kleine Liganden am B<br />
- gute Abgangsgruppe am B<br />
- sperrige Aminbase<br />
überwiegend E-Enolat, wenn<br />
- sperrige Liganden am B<br />
- schlechte Abgangsgruppe am B<br />
- kleine Aminbase<br />
46a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei Borenolaten und Silylenolethern<br />
• Borenolate:<br />
BBu<br />
O 2<br />
R<br />
X<br />
Z-Borenolat<br />
Bu 2 BOTf<br />
iPr 2 NEt<br />
R<br />
O<br />
X<br />
Cy 2 BCl<br />
NEt 3<br />
R<br />
O<br />
BCy 2<br />
X<br />
E-Borenolat<br />
Cy = cyclohexyl<br />
überwiegend Z-Enolat, wenn<br />
- kleine Liganden am B<br />
- gute Abgangsgruppe am B<br />
- sperrige Aminbase<br />
überwiegend E-Enolat, wenn<br />
- sperrige Liganden am B<br />
- schlechte Abgangsgruppe am B<br />
- kleine Aminbase<br />
Beispiele:<br />
O<br />
Bu 2 BOTf<br />
iPr 2 NEt<br />
O BBu 2<br />
O<br />
Cy 2 BCl<br />
NEt 3<br />
O BCy 2<br />
Z (Z:E = 97:3) E (Z:E = 3:97)<br />
46b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Stereokontrolle bei Borenolaten und Silylenolethern<br />
• Borenolate:<br />
BBu<br />
O 2<br />
R<br />
X<br />
Z-Borenolat<br />
Bu 2 BOTf<br />
iPr 2 NEt<br />
R<br />
O<br />
X<br />
Cy 2 BCl<br />
NEt 3<br />
R<br />
O<br />
BCy 2<br />
X<br />
E-Borenolat<br />
Cy = cyclohexyl<br />
überwiegend Z-Enolat, wenn<br />
- kleine Liganden am B<br />
- gute Abgangsgruppe am B<br />
- sperrige Aminbase<br />
überwiegend E-Enolat, wenn<br />
- sperrige Liganden am B<br />
- schlechte Abgangsgruppe am B<br />
- kleine Aminbase<br />
Beispiele:<br />
O<br />
Bu 2 BOTf<br />
iPr 2 NEt<br />
O BBu 2<br />
O<br />
Cy 2 BCl<br />
NEt 3<br />
O BCy 2<br />
Z (Z:E = 97:3) E (Z:E = 3:97)<br />
• Silylenolether:<br />
- Geometrie durch Li-Enolat-Vorstufe vorgegeben<br />
R<br />
OTMS<br />
X<br />
TMSCl<br />
R<br />
OLi<br />
X<br />
R<br />
O<br />
X<br />
R<br />
OLi<br />
X<br />
TMSCl<br />
R<br />
OTMS<br />
X<br />
46c<br />
Z-Silylenolether<br />
Z-Enolat<br />
E-Enolat<br />
E-Silylenolether
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Zimmermann-Traxler-Übergangszustand der Aldol-Addition<br />
Addition<br />
• Experiment:<br />
R'<br />
OH<br />
* *<br />
R<br />
O<br />
X<br />
R'<br />
O<br />
H<br />
M<br />
R<br />
O<br />
X<br />
vs.<br />
R<br />
M = Li, BR 2 ,...<br />
M<br />
O<br />
X<br />
H<br />
O<br />
R'<br />
R'<br />
OH<br />
*<br />
*<br />
R<br />
O<br />
X<br />
anti (rac)<br />
E-Enolat<br />
Z-Enolat<br />
syn (rac)<br />
• Übergangszustand: Metall-verbrückter 6-gliederiger Sessel<br />
• Entscheidend <strong>für</strong> syn/anti: relative Stabilität der beiden diastereomeren ÜZ<br />
→ ÜZ's mit pseudo-äquatorialem R' begünstigt (vermeidet 1,3-diaxiale WW)<br />
47a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Zimmermann-Traxler-Übergangszustand der Aldol-Addition<br />
Addition<br />
• Experiment:<br />
R'<br />
OH<br />
* *<br />
R<br />
O<br />
anti (rac)<br />
X<br />
R'<br />
O<br />
H<br />
M<br />
R<br />
O<br />
E-Enolat<br />
vs.<br />
R<br />
X<br />
M = Li, BR 2 ,...<br />
M<br />
O<br />
X<br />
Z-Enolat<br />
H<br />
O<br />
R'<br />
R'<br />
OH<br />
*<br />
*<br />
R<br />
O<br />
syn (rac)<br />
• Übergangszustand: Metall-verbrückter 6-gliederiger Sessel<br />
• Entscheidend <strong>für</strong> syn/anti: relative Stabilität der beiden diastereomeren ÜZ<br />
→ ÜZ's mit pseudo-äquatorialem R' begünstigt (vermeidet 1,3-diaxiale WW)<br />
X<br />
R'<br />
OH O<br />
*<br />
*<br />
X<br />
R<br />
syn (rac)<br />
R'<br />
äqu.<br />
H<br />
O<br />
H<br />
R<br />
ax.<br />
O<br />
M<br />
Z<br />
X<br />
R'CHO +<br />
R<br />
M<br />
O<br />
Z<br />
X<br />
H<br />
ax.<br />
O<br />
H<br />
R'<br />
R<br />
Z<br />
!<br />
M<br />
ax.<br />
X<br />
O<br />
R'<br />
OH O<br />
* *<br />
X<br />
R<br />
anti (rac)<br />
47b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Zimmermann-Traxler-Übergangszustand der Aldol-Addition<br />
Addition<br />
• Experiment:<br />
O M<br />
M O<br />
OH O<br />
O<br />
vs.<br />
O<br />
OH O<br />
R' H<br />
R H R'<br />
R' * *<br />
X<br />
X<br />
X<br />
R' *<br />
*<br />
X<br />
R<br />
R M = Li, BR 2 ,...<br />
R<br />
anti (rac)<br />
E-Enolat<br />
Z-Enolat<br />
syn (rac)<br />
• Übergangszustand: Metall-verbrückter 6-gliederiger Sessel<br />
• Entscheidend <strong>für</strong> syn/anti: relative Stabilität der beiden diastereomeren ÜZ<br />
→ ÜZ's mit pseudo-äquatorialem R' begünstigt (vermeidet 1,3-diaxiale WW)<br />
47c<br />
R'<br />
R'<br />
OH O<br />
*<br />
*<br />
X<br />
R<br />
syn (rac)<br />
OH O<br />
*<br />
*<br />
X<br />
R<br />
anti (rac)<br />
R'<br />
äqu.<br />
R'<br />
äqu.<br />
O<br />
H<br />
H<br />
O<br />
R<br />
H<br />
R ax.<br />
O<br />
M<br />
Z<br />
X<br />
H<br />
O<br />
M<br />
E<br />
äqu. X<br />
M<br />
O<br />
R ax.<br />
O O<br />
R'CHO + R<br />
M<br />
OH O<br />
Z<br />
X H<br />
ax.<br />
R' * *<br />
H Z<br />
X<br />
R' X<br />
R<br />
!<br />
anti (rac)<br />
M<br />
O<br />
H<br />
R'CHO +<br />
O O<br />
X<br />
OH O<br />
M<br />
R E H<br />
R' * *<br />
X<br />
ax. R E<br />
R<br />
R' X<br />
M = Li, BR 2, etc.<br />
syn (rac)<br />
äqu. !
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Beispiele, Selektivität t und Mukaiyama-Aldol-Reaktion<br />
• Beispiele <strong>für</strong> Aldol-Additionen mit Li- und B-Enolaten:<br />
tBu<br />
O<br />
Et<br />
1. LDA, THF<br />
-78°C<br />
2. tBuCHO<br />
O<br />
OH<br />
tBu tBu<br />
Et<br />
rac, syn:anti = 99:1<br />
Ph<br />
O<br />
1. Bu 2 BOTf, iPr 2 NEt O OH<br />
CH 2 Cl 2<br />
Ph Ph<br />
2. PhCHO<br />
rac, syn:anti = 97:3<br />
48a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Beispiele, Selektivität t und Mukaiyama-Aldol-Reaktion<br />
• Beispiele <strong>für</strong> Aldol-Additionen mit Li- und B-Enolaten:<br />
tBu<br />
O<br />
Et<br />
1. LDA, THF<br />
-78°C<br />
2. tBuCHO<br />
O<br />
OH<br />
tBu tBu<br />
Et<br />
rac, syn:anti = 99:1<br />
• häufig gilt <strong>für</strong> die einfache Diastereoselektivität: B-Enolat > Li-Enolat<br />
Ph<br />
O<br />
1. Bu 2 BOTf, iPr 2 NEt O OH<br />
CH 2 Cl 2<br />
Ph Ph<br />
2. PhCHO<br />
rac, syn:anti = 97:3<br />
O M<br />
Z-Enolat<br />
+<br />
H<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
syn (rac)<br />
Metall syn : anti<br />
Li 70 : 30<br />
BBu 2 97 : 3<br />
Bindungslänge<br />
O−Li: 195 pm<br />
O−B: 140 pm<br />
Begründung:<br />
→ kürzere Bindung<br />
→ kompakterer ÜZ<br />
→ stärkere WW<br />
→ höhere Selektivität<br />
48b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Beispiele, Selektivität t und Mukaiyama-Aldol-Reaktion<br />
• Beispiele <strong>für</strong> Aldol-Additionen mit Li- und B-Enolaten:<br />
tBu<br />
O<br />
Et<br />
1. LDA, THF<br />
-78°C<br />
2. tBuCHO<br />
O<br />
OH<br />
tBu tBu<br />
Et<br />
rac, syn:anti = 99:1<br />
• häufig gilt <strong>für</strong> die einfache Diastereoselektivität: B-Enolat > Li-Enolat<br />
Ph<br />
O<br />
1. Bu 2 BOTf, iPr 2 NEt O OH<br />
CH 2 Cl 2<br />
Ph Ph<br />
2. PhCHO<br />
rac, syn:anti = 97:3<br />
O M<br />
Z-Enolat<br />
+<br />
H<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
syn (rac)<br />
Metall syn : anti<br />
Li 70 : 30<br />
BBu 2 97 : 3<br />
Bindungslänge<br />
O−Li: 195 pm<br />
O−B: 140 pm<br />
Begründung:<br />
→ kürzere Bindung<br />
→ kompakterer ÜZ<br />
→ stärkere WW<br />
→ höhere Selektivität<br />
48c<br />
• Mukaiyama-Aldol-Reaktion: mit Silylenolethern (träge Elektrophile)<br />
- Aktivierung des Ketons/Aldehyds (TiCl 4 oder BF 3 *Et 2 O) oder<br />
Desilylierung (TBAF → nacktes Enolat) nötig<br />
R O<br />
R'<br />
- die meisten Mukaiyama-Aldol-Reaktionen verlaufen über einen<br />
X<br />
offenen ÜZ ⇒ nach Zimmermann-Traxler nicht vorhersagbar<br />
H<br />
TiCl 4<br />
H<br />
OSiMe 3<br />
offener ÜZ
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.7 Umpolung von Aldehyden<br />
• Problemstellung:<br />
Normale Reaktivität:<br />
Gesucht:<br />
R<br />
HO<br />
Nu<br />
H<br />
Nu -<br />
R<br />
δ −<br />
O δ −<br />
δ + H<br />
1. Base<br />
2. El + R<br />
nicht acide!<br />
El<br />
O<br />
H<br />
O<br />
-<br />
R<br />
Synthon<br />
El +<br />
R<br />
O<br />
El<br />
• Lösung: Umpolung via α-C-H-acide Aldehyd-Äquivalente<br />
49a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.7 Umpolung von Aldehyden<br />
• Problemstellung:<br />
Normale Reaktivität:<br />
Gesucht:<br />
R<br />
HO<br />
Nu<br />
H<br />
Nu -<br />
R<br />
δ −<br />
O δ −<br />
δ + H<br />
1. Base<br />
2. El + R<br />
nicht acide!<br />
El<br />
O<br />
H<br />
O<br />
-<br />
R<br />
Synthon<br />
El +<br />
R<br />
O<br />
El<br />
• Lösung: Umpolung via α-C-H-acide Aldehyd-Äquivalente<br />
• 1. Umpolung nach Hünig-Stork:<br />
R<br />
O<br />
H<br />
TMS CN<br />
ZnI 2<br />
nötig, da sonst<br />
hier acides Proton!<br />
TMSO CN<br />
R<br />
H<br />
silyliertes<br />
Cyanhydrin<br />
LDA oder<br />
nBuLi<br />
acide<br />
TMSO CN<br />
R<br />
-<br />
R' + TMS O CN<br />
R R'<br />
R' + : R'-X, R'CHO, D 2 O, etc.<br />
TBAF<br />
(= nBu 4 N + F - )<br />
-TMS-F<br />
- nBu 4 N + CN -<br />
R<br />
O<br />
R'<br />
49b<br />
- vgl. Benzoin-<br />
Kondensation:<br />
Ar<br />
O<br />
H<br />
CN -<br />
- O CN HO CN<br />
±H +<br />
Ar H Ar<br />
-<br />
GGW nur <strong>für</strong> ArCHO!<br />
ArCHO<br />
HO CN<br />
Ar<br />
Ar<br />
O -<br />
±H +<br />
-CN -<br />
Ar<br />
O<br />
OH<br />
Ar
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
• 2. Umpolung nach Corey-Seebach:<br />
Umpolung von Aldehyden<br />
Raney-Ni, H 2<br />
R<br />
R'<br />
R<br />
O<br />
H<br />
HS SH S S<br />
BF 3 •OEt 2<br />
R H<br />
Dithian<br />
nBuLi S S<br />
R - R' + S S<br />
R R'<br />
acide<br />
R' + : R'-X, R'CHO, D 2 O, etc.<br />
Hg(OAc) 2<br />
H + , H 2 O<br />
R<br />
O<br />
R'<br />
50a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
• 2. Umpolung nach Corey-Seebach:<br />
Umpolung von Aldehyden<br />
R<br />
O<br />
H<br />
HS SH S S<br />
BF 3 •OEt 2<br />
R H<br />
Dithian<br />
nBuLi S S<br />
R - R' + S S<br />
R R'<br />
acide<br />
R' + : R'-X, R'CHO, D 2 O, etc.<br />
Raney-Ni, H 2<br />
Hg(OAc) 2<br />
H + , H 2 O<br />
R<br />
R<br />
O<br />
R'<br />
R'<br />
• 3. Stetter-Reaktion:<br />
2<br />
R<br />
O<br />
H<br />
H + -H + N<br />
Thiazolin<br />
(katalytisch)<br />
N +<br />
H<br />
S<br />
NEt -H +<br />
3<br />
OH<br />
R<br />
O<br />
OH<br />
R<br />
-<br />
N + S<br />
N<br />
S<br />
50b<br />
N +<br />
HO<br />
HO<br />
S<br />
R H acide R<br />
S<br />
O H + OH N +<br />
R H<br />
R S<br />
H O R<br />
- angelehnt an das natürliche Umpolungsreagenz TPP (Thiaminpyrophosphat)
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
• 4. α-Alkylierung von Enolethern:<br />
Umpolung von Aldehyden<br />
R<br />
O<br />
H<br />
1. LDA<br />
OMe<br />
R<br />
2. Me 3 O + -<br />
BF H<br />
4<br />
Enolether<br />
tBuLi<br />
acide<br />
OMe<br />
R -<br />
R' +<br />
R<br />
OMe<br />
R'<br />
H + , H 2 O<br />
R<br />
O<br />
R'<br />
51a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
• 4. α-Alkylierung von Enolethern:<br />
Umpolung von Aldehyden<br />
R<br />
O<br />
H<br />
1. LDA<br />
OMe<br />
R<br />
2. Me 3 O + -<br />
BF H<br />
4<br />
Enolether<br />
tBuLi<br />
acide<br />
OMe<br />
R -<br />
R' +<br />
R<br />
OMe<br />
R'<br />
H + , H 2 O<br />
R<br />
O<br />
R'<br />
• Beispiele:<br />
PhCHO<br />
HS<br />
BF 3 •OEt 2<br />
SH<br />
S<br />
Ph<br />
S<br />
H<br />
1. nBuLi<br />
2. Br<br />
3. Hg(OAc) 2, H + Ph<br />
O<br />
PhCHO TMSCN, ZnI 2<br />
NC<br />
Ph<br />
OTMS<br />
H<br />
1. nBuLi<br />
2. MeI<br />
3. TBAF Ph<br />
O<br />
OMe<br />
1. tBuLi<br />
O<br />
51b<br />
H<br />
2.<br />
3. H + CHO<br />
OH
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.8 Phosphororganische Verbindungen<br />
8.8.1 Wittig und analoge Reaktionen<br />
• Übersicht:<br />
O<br />
O<br />
Ph 3 + P<br />
CO 2 R<br />
-<br />
Ph 3 + P<br />
R<br />
-<br />
Ph 3 + P<br />
Ar<br />
-<br />
(R'O) 2 P<br />
CO 2 R<br />
-<br />
(R'O) 2 P<br />
R<br />
-<br />
Wittig<br />
Wittig<br />
Wittig<br />
Horner-Wadsworth-Emmons<br />
52a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.8 Phosphororganische Verbindungen<br />
8.8.1 Wittig und analoge Reaktionen<br />
• Übersicht:<br />
O<br />
O<br />
Ph 3 + P<br />
CO 2 R<br />
-<br />
Ph 3 + P<br />
R<br />
-<br />
Ph 3 + P<br />
Ar<br />
-<br />
(R'O) 2 P<br />
CO 2 R<br />
-<br />
(R'O) 2 P<br />
R<br />
-<br />
Wittig<br />
Wittig<br />
Wittig<br />
Horner-Wadsworth-Emmons<br />
Basen zur<br />
Deprotonierung:<br />
KOH, NaOH<br />
(KOtBu, LDA,..)<br />
NaNH 2, KHMDS,<br />
KOtBu (salzfrei)<br />
NaOEt<br />
(KOtBu, LDA,...)<br />
BuLi, LDA, NaH<br />
KOtBu, KOH<br />
BuLi, LDA, NaH<br />
KOtBu<br />
Reaktivität:<br />
niedrig<br />
hoch<br />
Substrate:<br />
Aldehyde<br />
Aldehyde und Ketone<br />
Aldehyde, Ketone<br />
(Ester bei ΔT)<br />
52b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.8 Phosphororganische Verbindungen<br />
8.8.1 Wittig und analoge Reaktionen<br />
• Übersicht:<br />
O<br />
O<br />
Ph 3 + P<br />
CO 2 R<br />
-<br />
Ph 3 + P<br />
R<br />
-<br />
Ph 3 + P<br />
Ar<br />
-<br />
(R'O) 2 P<br />
CO 2 R<br />
-<br />
(R'O) 2 P<br />
R<br />
-<br />
Wittig<br />
Wittig<br />
Wittig<br />
Horner-Wadsworth-Emmons<br />
Basen zur<br />
Deprotonierung:<br />
KOH, NaOH<br />
(KOtBu, LDA,..)<br />
NaNH 2, KHMDS,<br />
KOtBu (salzfrei)<br />
NaOEt<br />
(KOtBu, LDA,...)<br />
BuLi, LDA, NaH<br />
KOtBu, KOH<br />
BuLi, LDA, NaH<br />
KOtBu<br />
Reaktivität:<br />
niedrig<br />
hoch<br />
Substrate:<br />
Aldehyde<br />
Aldehyde und Ketone<br />
Aldehyde, Ketone<br />
(Ester bei ΔT)<br />
Selektivität<br />
im Alken:<br />
≥90% trans<br />
≥90% cis (salzfrei)<br />
cis/trans-<br />
Gemische<br />
≥90% trans ≥90 % trans<br />
52c
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Mechanismus und Selektivität<br />
• Mechanismus:<br />
R'<br />
O<br />
H<br />
+<br />
H<br />
-<br />
P + Ph 3<br />
R<br />
Li + Hal -<br />
k cis<br />
[2+2]<br />
O PPh 3<br />
R' R<br />
cis-Oxaphosphetan<br />
retro-<br />
[2+2]<br />
R'<br />
R<br />
• Normaler Wittig: k cis > k trans , k Drift ⇒ überwiegend cis-Alken<br />
53a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Mechanismus und Selektivität<br />
• Mechanismus:<br />
Li + - O P + Ph - O P + 3 Hal -<br />
Li + Ph 3<br />
Hal -<br />
Betain<br />
Betain<br />
R' R<br />
R' R<br />
R'<br />
R<br />
Li + Hal -<br />
O PPh 3 [2+2]<br />
R' R<br />
trans-Oxaphosphetan<br />
k trans<br />
R'<br />
O<br />
H<br />
+<br />
H<br />
-<br />
P + Ph 3<br />
R<br />
Li + Hal -<br />
k cis<br />
[2+2]<br />
k Drift<br />
Li + Hal -<br />
O PPh 3<br />
R' R<br />
cis-Oxaphosphetan<br />
retro-<br />
[2+2]<br />
R'<br />
R<br />
• Normaler Wittig: k cis > k trans , k Drift ⇒ überwiegend cis-Alken<br />
Stereochemische Drift (k trans , k Drift ): variable Anteile an trans-Alken<br />
53b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Mechanismus und Selektivität<br />
• Mechanismus:<br />
Li + - O P + Ph - O P + 3 Hal -<br />
Li + Ph 3<br />
Hal -<br />
Betain<br />
Betain<br />
R' R<br />
R' R<br />
R'<br />
R<br />
Li + Hal -<br />
O PPh 3 [2+2]<br />
R' R<br />
trans-Oxaphosphetan<br />
k trans<br />
R'<br />
O<br />
H<br />
+<br />
H<br />
-<br />
P + Ph 3<br />
R<br />
Li + Hal -<br />
k cis<br />
[2+2]<br />
k Drift<br />
Li + Hal -<br />
O PPh 3<br />
R' R<br />
cis-Oxaphosphetan<br />
retro-<br />
[2+2]<br />
R'<br />
R<br />
• Normaler Wittig: k cis > k trans , k Drift ⇒ überwiegend cis-Alken<br />
Stereochemische Drift (k trans , k Drift ): variable Anteile an trans-Alken<br />
• 'Salzfreier' Wittig: kein Li + (NaNH 2 , KOtBu oder KHMDS als Base]<br />
unterbindet stereochemische Drift: hochgradig cis-selektiv<br />
53c
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Mechanismus und Selektivität<br />
• Mechanismus:<br />
Li + - O P + Ph - O P + 3 Hal -<br />
Li + Ph 3<br />
Hal -<br />
Betain<br />
Betain<br />
R' R<br />
R' R<br />
R'<br />
R<br />
Li + Hal -<br />
O PPh 3 [2+2]<br />
R' R<br />
trans-Oxaphosphetan<br />
k trans<br />
R'<br />
O<br />
H<br />
+<br />
H<br />
-<br />
P + Ph 3<br />
R<br />
Li + Hal -<br />
k cis<br />
[2+2]<br />
k Drift<br />
Li + Hal -<br />
O PPh 3<br />
R' R<br />
cis-Oxaphosphetan<br />
retro-<br />
[2+2]<br />
R'<br />
R<br />
• Normaler Wittig: k cis > k trans , k Drift ⇒ überwiegend cis-Alken<br />
Stereochemische Drift (k trans , k Drift ): variable Anteile an trans-Alken<br />
53d<br />
• 'Salzfreier' Wittig: kein Li + (NaNH 2 , KOtBu oder KHMDS als Base]<br />
unterbindet stereochemische Drift: hochgradig cis-selektiv<br />
• ß-Aryl-Wittig-Reagenzien (R = Aryl) ergeben immer cis/trans-Gemische
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Schlosser-Variante und Synthese der Reagenzien<br />
• Schlosser-Variante: trans-Alkene<br />
Stereozentrum entfernt<br />
(-LiOtBu, destabilisiert Betain)<br />
Umsalzen<br />
P + Ph 3<br />
H R<br />
H<br />
1. PhLi*<br />
Li +<br />
- O<br />
Br -<br />
P + Ph 3<br />
2. R'CHO<br />
R'<br />
H<br />
R<br />
PhLi*<br />
Li +<br />
- O<br />
R'<br />
PPh 3<br />
R<br />
HCl<br />
Li + Hal -<br />
P + Ph 3<br />
R' R<br />
- O<br />
KOtBu O PPh 3<br />
R' R<br />
retro-<br />
[2+2]<br />
R'<br />
trans<br />
R<br />
Betain, stabilisiert durch LiBr<br />
(Stereoisomerengemisch)<br />
stereoselektive Protonierung<br />
PhLi*: Ph-Br + 2 Li → PhLi • LiBr, d.h. nie salzfrei<br />
54a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Schlosser-Variante und Synthese der Reagenzien<br />
• Schlosser-Variante: trans-Alkene<br />
Stereozentrum entfernt<br />
(-LiOtBu, destabilisiert Betain)<br />
Umsalzen<br />
P + Ph 3<br />
H R<br />
H<br />
1. PhLi*<br />
Li +<br />
- O<br />
Br -<br />
P + Ph 3<br />
2. R'CHO<br />
R'<br />
H<br />
R<br />
PhLi*<br />
Li +<br />
- O<br />
R'<br />
PPh 3<br />
R<br />
HCl<br />
Li + Hal -<br />
P + Ph 3<br />
R' R<br />
- O<br />
KOtBu O PPh 3<br />
R' R<br />
retro-<br />
[2+2]<br />
R'<br />
trans<br />
R<br />
Betain, stabilisiert durch LiBr<br />
(Stereoisomerengemisch)<br />
stereoselektive Protonierung<br />
PhLi*: Ph-Br + 2 Li → PhLi • LiBr, d.h. nie salzfrei<br />
• Synthese der Reagenzien:<br />
Ph 3 P +<br />
Br<br />
R<br />
Ph + Base<br />
3 P R<br />
- Br - H<br />
Ph + 3 P<br />
Ylid<br />
R<br />
-<br />
Ph 3 P<br />
Ylen<br />
R<br />
Wittig<br />
54b<br />
(R'O) 3 P +<br />
Br<br />
R<br />
Br - R'<br />
O<br />
O<br />
(R'O) + 2 P R<br />
(R'O) 2 P R<br />
- R'-Br<br />
H<br />
Arbusow-Reaktion<br />
Base<br />
O<br />
(R'O) 2 P<br />
R<br />
-<br />
Horner-<br />
Wadsworth-<br />
Emmons
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.8.2 Mukaiyama-Redoxkondensation<br />
• Allgemein:<br />
X Y<br />
OH + PPh 3 + oder<br />
DEAD, X-H<br />
S N 2<br />
CH 2 Cl 2<br />
X + Ph 3 P=O +<br />
Y H<br />
oder<br />
Inversion<br />
"DEAD-H 2 "<br />
- Redoxkondensation, da Ph 3 P +3 → Ph 3 P +5 =O<br />
- milde, hochgradig stereoselektive Methode zur Umwandlung von R-OH<br />
- Triebkraft: Nucleophilie und Oxophilie von Ph 3 P + X<br />
55a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.8.2 Mukaiyama-Redoxkondensation<br />
• Allgemein:<br />
X Y<br />
OH + PPh 3 + oder<br />
DEAD, X-H<br />
S N 2<br />
CH 2 Cl 2<br />
X + Ph 3 P=O +<br />
Y H<br />
oder<br />
Inversion<br />
"DEAD-H 2 "<br />
- Redoxkondensation, da Ph 3 P +3 → Ph 3 P +5 =O<br />
- milde, hochgradig stereoselektive Methode zur Umwandlung von R-OH<br />
- Triebkraft: Nucleophilie und Oxophilie von Ph 3 P + X<br />
• Mechanismus:<br />
a)<br />
Ph 3 P +<br />
H<br />
X Y<br />
-Y - + O R<br />
Ph 3 P X<br />
-H + Ph 3 P<br />
X<br />
O<br />
R<br />
+<br />
Ph 3 P O R<br />
+ X - S N 2<br />
Ph 3 P=O + R X<br />
Inversion<br />
55b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.8.2 Mukaiyama-Redoxkondensation<br />
• Allgemein:<br />
X Y<br />
OH + PPh 3 + oder<br />
DEAD, X-H<br />
S N 2<br />
CH 2 Cl 2<br />
X + Ph 3 P=O +<br />
Y H<br />
oder<br />
Inversion<br />
"DEAD-H 2 "<br />
- Redoxkondensation, da Ph 3 P +3 → Ph 3 P +5 =O<br />
- milde, hochgradig stereoselektive Methode zur Umwandlung von R-OH<br />
- Triebkraft: Nucleophilie und Oxophilie von Ph 3 P + X<br />
• Mechanismus:<br />
a)<br />
Ph 3 P +<br />
b)<br />
Ph 3 P +<br />
H<br />
X Y<br />
-Y - + O R<br />
Ph 3 P X Ph<br />
-H + 3 P<br />
X<br />
Mitsunobu-Reaktion (DEAD-Aktivierung)<br />
CO 2 Et<br />
N N<br />
CO 2 Et<br />
Ph 3 P + CO 2 Et<br />
N N - H X<br />
CO 2 Et<br />
O<br />
R<br />
+<br />
Ph 3 P O R<br />
HN<br />
H<br />
O R CO 2 Et<br />
NH<br />
CO 2 Et<br />
Ph N NH<br />
3 P + + X - CO 2 Et<br />
CO 2 Et<br />
+ X - S N 2<br />
Ph 3 P=O + R X<br />
Inversion<br />
55c<br />
- DEAD (Diethylazodicarboxylat): oxidiert und aktiviert PPh 3 , ist jedoch nicht nucleophil → externes Nu nutzbar<br />
- wichtig: Acidität H-X (pK a < 11, Protonierung des Betains) → sehr schlecht mit ROH, nicht mit RNH 2
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Übersicht<br />
IOCh<br />
R OH<br />
Ph 3 P, X Y<br />
R<br />
X<br />
Bringmann<br />
X Y<br />
Produkt<br />
Nebenprodukt<br />
I<br />
I<br />
R<br />
I<br />
HI<br />
Br−CCl 2 CCl 2 Br<br />
R Br HBr + Cl 2 C=CCl 2<br />
Br CBr 3<br />
Cl CCl 3<br />
O<br />
O<br />
N<br />
X<br />
Appel-<br />
Reaktion<br />
NCS (X = Cl)<br />
NBS (X = Br)<br />
NIS (X = I)<br />
R Br<br />
R Cl<br />
R Cl<br />
R Br<br />
R I<br />
HCBr 3<br />
HCCl 3<br />
O<br />
NH<br />
O<br />
56a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Übersicht<br />
IOCh<br />
Bringmann<br />
R OH<br />
Ph 3 P, X Y<br />
R<br />
X<br />
R OH<br />
Ph 3 P, DEAD, X H<br />
Mitsunobu-Reaktion<br />
R<br />
X<br />
X Y<br />
Produkt<br />
Nebenprodukt<br />
X H<br />
Produkt<br />
Bemerkung<br />
I<br />
I<br />
R<br />
I<br />
HI<br />
R'CO 2 -H<br />
R O 2 CR'<br />
Br−CCl 2 CCl 2 Br<br />
Br CBr 3<br />
Cl CCl 3<br />
O<br />
O<br />
N<br />
X<br />
Appel-<br />
Reaktion<br />
NCS (X = Cl)<br />
NBS (X = Br)<br />
NIS (X = I)<br />
R Br HBr + Cl 2 C=CCl 2 R' OH R OR'<br />
R Cl HCCl 3<br />
-<br />
N 3 R N 3<br />
R Br HCBr 3<br />
R' NH 2<br />
---------<br />
R Cl<br />
O<br />
O O<br />
R Br<br />
NH<br />
N H R N<br />
R<br />
I<br />
O<br />
O<br />
O<br />
meist sehr schlecht (pK a )<br />
keine Reaktion (pK a )<br />
[→ R-NH 2 ]<br />
[→ R-NH 2 ]<br />
56b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Weitere Anwendungen<br />
IOCh<br />
• Inversion von sek. Alkoholen:<br />
R<br />
OH<br />
R'<br />
R''CO 2 H<br />
O 2 CR''<br />
NaOH<br />
OH<br />
PPh 3, DEAD R R' oder<br />
Reduktion R R'<br />
57a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Weitere Anwendungen<br />
IOCh<br />
• Inversion von sek. Alkoholen:<br />
R<br />
OH<br />
R'<br />
R''CO 2 H<br />
O 2 CR''<br />
NaOH<br />
OH<br />
PPh 3, DEAD R R' oder<br />
Reduktion R R'<br />
• Ringschlussreaktionen:<br />
O<br />
XH<br />
OH<br />
PPh 3, Hal-Y<br />
O<br />
XH<br />
Hal<br />
O<br />
X<br />
→ (makro)cyclische Ether, Amine, Ester, Lactame<br />
57b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Weitere Anwendungen<br />
IOCh<br />
• Inversion von sek. Alkoholen:<br />
R<br />
OH<br />
R'<br />
R''CO 2 H<br />
O 2 CR''<br />
NaOH<br />
OH<br />
PPh 3, DEAD R R' oder<br />
Reduktion R R'<br />
• Ringschlussreaktionen:<br />
O<br />
XH<br />
OH<br />
PPh 3, Hal-Y<br />
O<br />
XH<br />
Hal<br />
O<br />
X<br />
→ (makro)cyclische Ether, Amine, Ester, Lactame<br />
• Nitrilsynthese:<br />
O PPh 3, CCl Cl<br />
4<br />
R NH<br />
R NH 2<br />
R C N<br />
57c
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Weitere Anwendungen<br />
IOCh<br />
• Inversion von sek. Alkoholen:<br />
R<br />
OH<br />
R'<br />
R''CO 2 H<br />
O 2 CR''<br />
NaOH<br />
OH<br />
PPh 3, DEAD R R' oder<br />
Reduktion R R'<br />
• Ringschlussreaktionen:<br />
O<br />
XH<br />
OH<br />
PPh 3, Hal-Y<br />
O<br />
XH<br />
Hal<br />
O<br />
X<br />
→ (makro)cyclische Ether, Amine, Ester, Lactame<br />
• Nitrilsynthese:<br />
O PPh 3, CCl Cl<br />
4<br />
R NH<br />
R NH 2<br />
R C N<br />
• Staudinger-Reaktion:<br />
R N 3<br />
PPh 3<br />
-N 2<br />
R N PPh 3<br />
R'/H-OH<br />
- Ph 3 P=O<br />
R H N H/R'<br />
57d
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Weitere Anwendungen<br />
IOCh<br />
• Inversion von sek. Alkoholen:<br />
R<br />
OH<br />
R'<br />
R''CO 2 H<br />
O 2 CR''<br />
NaOH<br />
OH<br />
PPh 3, DEAD R R' oder<br />
Reduktion R R'<br />
• Ringschlussreaktionen:<br />
O<br />
XH<br />
OH<br />
PPh 3, Hal-Y<br />
O<br />
XH<br />
Hal<br />
O<br />
X<br />
→ (makro)cyclische Ether, Amine, Ester, Lactame<br />
• Nitrilsynthese:<br />
O PPh 3, CCl Cl<br />
4<br />
R NH<br />
R NH 2<br />
R C N<br />
• Staudinger-Reaktion:<br />
R N 3<br />
PPh 3<br />
-N 2<br />
R N PPh 3<br />
R'/H-OH<br />
- Ph 3 P=O<br />
R H N H/R'<br />
57e<br />
• Corey-Fuchs-Reaktion:<br />
(s. Kap. 7.2.3.4)<br />
CBr<br />
Ph 4<br />
Ph 3 P + 3 P Br + - CBr 3<br />
Ph 3 P Br<br />
CBr 3<br />
Zn<br />
- ZnBr 2<br />
Ph 3 P<br />
Br<br />
Br
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.9 Siliciumorganische Verbindungen<br />
• α-Effekt des Si: stabilisiert negative Ladung<br />
• ß-Effekt des Si: stabilisiert positive Ladung<br />
Si<br />
-<br />
α-Effekt<br />
Sī<br />
Si<br />
σ +<br />
ß-Effekt<br />
p z<br />
58a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.9 Siliciumorganische Verbindungen<br />
• α-Effekt des Si: stabilisiert negative Ladung<br />
• ß-Effekt des Si: stabilisiert positive Ladung<br />
• Peterson-Olefinierung:<br />
Si<br />
-<br />
α-Effekt<br />
Sī<br />
Si<br />
σ +<br />
ß-Effekt<br />
p z<br />
Me<br />
Z<br />
R<br />
anti<br />
R 3 Si<br />
Me<br />
H<br />
H BF<br />
R 3 •OEt 2<br />
HO BF 3<br />
R 3 Si<br />
Me<br />
H<br />
OH<br />
R H<br />
KH<br />
R 3 Si<br />
Me<br />
H<br />
-<br />
O<br />
R H<br />
syn<br />
Me<br />
E<br />
R<br />
58b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.9 Siliciumorganische Verbindungen<br />
• α-Effekt des Si: stabilisiert negative Ladung<br />
• ß-Effekt des Si: stabilisiert positive Ladung<br />
• Peterson-Olefinierung:<br />
Si<br />
-<br />
α-Effekt<br />
Sī<br />
Si<br />
σ +<br />
ß-Effekt<br />
p z<br />
Me<br />
Z<br />
R<br />
anti<br />
R 3 Si<br />
Me<br />
H<br />
H BF<br />
R 3 •OEt 2<br />
HO BF 3<br />
R 3 Si<br />
Me<br />
H<br />
OH<br />
R H<br />
KH<br />
R 3 Si<br />
Me<br />
H<br />
-<br />
O<br />
R H<br />
syn<br />
Me<br />
E<br />
R<br />
MCPBA<br />
Me<br />
O<br />
R<br />
R 3 Si-Li<br />
Me 2 CuLi<br />
LiAlH 4<br />
Me<br />
R 3 Si<br />
O<br />
H<br />
R<br />
R 3 Si<br />
R<br />
MCPBA<br />
R 3 Si<br />
O<br />
R<br />
regioselektiv<br />
(C-O α zu Si labiler)<br />
58c
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.9 Siliciumorganische Verbindungen<br />
• α-Effekt des Si: stabilisiert negative Ladung<br />
• ß-Effekt des Si: stabilisiert positive Ladung<br />
• Peterson-Olefinierung:<br />
Si<br />
-<br />
α-Effekt<br />
Sī<br />
Si<br />
σ +<br />
ß-Effekt<br />
p z<br />
Me<br />
Z<br />
R<br />
anti<br />
R 3 Si<br />
Me<br />
H<br />
H BF<br />
R 3 •OEt 2<br />
HO BF 3<br />
R 3 Si<br />
Me<br />
H<br />
OH<br />
R H<br />
KH<br />
R 3 Si<br />
Me<br />
H<br />
-<br />
O<br />
R H<br />
syn<br />
Me<br />
E<br />
R<br />
MCPBA<br />
Me<br />
O<br />
R<br />
R 3 Si-Li<br />
Me 2 CuLi<br />
LiAlH 4<br />
Me<br />
R 3 Si<br />
O<br />
H<br />
R<br />
O<br />
Br<br />
R<br />
R<br />
BuLi<br />
BuLi<br />
oder Mg<br />
R 3 Si<br />
Li<br />
R<br />
MCPBA<br />
R 3 Si<br />
O<br />
R<br />
regioselektiv<br />
(C-O α zu Si labiler)<br />
R 3 Si-Cl<br />
Shapiro-Reaktion<br />
-<br />
Ts<br />
N N<br />
- MeLi N N H MeLi<br />
- N<br />
R 2 H R - Ts - H R<br />
H<br />
TsNH-NH 2<br />
Ts<br />
N<br />
H<br />
N<br />
H<br />
R<br />
R<br />
58d
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Siliciumorganische Verbindungen<br />
• Peterson-Olefinierung: Einführen einer Methyleneinheit<br />
Me 3 Si<br />
Cl<br />
tBuLi<br />
α−Effekt<br />
Me 3 Si<br />
Li<br />
nucleophiler<br />
als Grignard<br />
R'<br />
O<br />
R<br />
Me 3 Si<br />
OH<br />
R'<br />
R<br />
HOAc<br />
ß-Effekt<br />
R'<br />
R<br />
59a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Siliciumorganische Verbindungen<br />
• Peterson-Olefinierung: Einführen einer Methyleneinheit<br />
Ph<br />
Me 3 Si<br />
• Vinylsilane:<br />
Cl<br />
tBuLi<br />
α−Effekt<br />
SiMe 3<br />
DCl Ph<br />
ß-Effekt<br />
Me 3 Si<br />
+<br />
D<br />
Li<br />
nucleophiler<br />
als Grignard<br />
SiMe 3<br />
R'<br />
O<br />
R<br />
Cl -<br />
OH<br />
Me 3 Si R'<br />
R<br />
Protodesilylierung<br />
D<br />
Ph<br />
H +<br />
HOAc<br />
R'<br />
ß-Effekt<br />
R<br />
SiMe 3 H<br />
ß-Effekt<br />
Cl<br />
N<br />
Ph<br />
H - SiMe 3<br />
H + N<br />
SiMe Dibal-H 3<br />
CF 3 CO 2 H N +<br />
86% 90%<br />
Ph ß-Effekt<br />
Ph<br />
H<br />
N<br />
Ph<br />
59b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Siliciumorganische Verbindungen<br />
• Peterson-Olefinierung: Einführen einer Methyleneinheit<br />
Ph<br />
Me 3 Si<br />
• Vinylsilane:<br />
Cl<br />
tBuLi<br />
α−Effekt<br />
SiMe 3<br />
DCl Ph<br />
ß-Effekt<br />
Me 3 Si<br />
+<br />
D<br />
Li<br />
nucleophiler<br />
als Grignard<br />
SiMe 3<br />
R'<br />
O<br />
R<br />
Cl -<br />
OH<br />
Me 3 Si R'<br />
R<br />
Protodesilylierung<br />
D<br />
Ph<br />
H +<br />
HOAc<br />
R'<br />
ß-Effekt<br />
R<br />
SiMe 3 H<br />
ß-Effekt<br />
Cl<br />
• Allylsilane:<br />
N<br />
H - H + N<br />
SiMe H SiMe 3<br />
SiMe 3 Dibal-H 3<br />
CF 3 CO 2 H N +<br />
86% 90%<br />
Ph<br />
Ph ß-Effekt<br />
Ph<br />
H<br />
N<br />
Ph<br />
MeO<br />
OMe<br />
SiMe 3 SnCl 4<br />
OMe<br />
SiMe 3<br />
+<br />
SiMe 3<br />
59c<br />
+<br />
ß-Effekt<br />
OMe<br />
OMe
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.10 Titanorganische Verbindungen<br />
• Tebbe-Reaktion: Einführen einer Methyleneinheit an Estern<br />
(mit Wadsworth-Horner-Emmons-Reagenzien nur sehr schwer möglich)<br />
(nach Peterson nicht möglich)<br />
cp 2 Ti<br />
Cl<br />
Cl<br />
Toluol<br />
+ 2 AlMe 3<br />
Pyridin<br />
- CH 4<br />
- Me 2 AlCl<br />
cp 2 Ti<br />
H 2<br />
C<br />
Cl<br />
Al<br />
Me<br />
Me<br />
-Me 2 AlCl<br />
cp 2 Ti=CH 2<br />
O<br />
R OR'<br />
Triebkraft: Bildung von Ti=O<br />
R<br />
OR'<br />
-cp 2 Ti=O<br />
cp 2 Ti<br />
O<br />
R<br />
OR'<br />
60a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.10 Titanorganische Verbindungen<br />
• Tebbe-Reaktion: Einführen einer Methyleneinheit an Estern<br />
(mit Wadsworth-Horner-Emmons-Reagenzien nur sehr schwer möglich)<br />
(nach Peterson nicht möglich)<br />
cp 2 Ti<br />
Cl<br />
Cl<br />
Toluol<br />
+ 2 AlMe 3<br />
Pyridin<br />
- CH 4<br />
- Me 2 AlCl<br />
cp 2 Ti<br />
H 2<br />
C<br />
Cl<br />
Al<br />
Me<br />
Me<br />
-Me 2 AlCl<br />
cp 2 Ti=CH 2<br />
O<br />
R OR'<br />
Triebkraft: Bildung von Ti=O<br />
R<br />
OR'<br />
-cp 2 Ti=O<br />
cp 2 Ti<br />
O<br />
R<br />
OR'<br />
• Beispiel:<br />
O<br />
+<br />
PPh 3<br />
Ph 3 P<br />
Tebbe<br />
60b<br />
O -<br />
O<br />
O<br />
O
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.11 Übergangsmetall-katalysierte Kupplungen<br />
8.11.1 Arylierung, Alkenylierung & Alkinylierung<br />
• Allgemein: milde und selektive Methoden zur C-C-Knüpfung mit hoher<br />
Toleranz funktioneller Gruppen<br />
Übergangsmetall-<br />
R sp/sp 2 X + R' MY<br />
Katalysator<br />
R sp/sp 2 R' +<br />
MXY<br />
R sp/sp 2 = Aryl, Alkenyl, Alkinyl (Alkyl nur in Ausnahmefällen wegen ß-Eliminierung)<br />
X = (Cl), Br, I, OTf<br />
R' = 'frei'<br />
MY = MgHal, ZnHal, SnR 3 , B(OR) 2<br />
Übergangsmetall-Katalysator: Pd 0 , Ni 0 (oft in situ generiert aus Pd II , Ni II )<br />
z.B. Pd(PPh 3 ) 4, Pd(OAc) 2, Pd(dba) 2, Ni(PPh 3 ) 4<br />
61a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
8.11 Übergangsmetall-katalysierte Kupplungen<br />
8.11.1 Arylierung, Alkenylierung & Alkinylierung<br />
• Allgemein: milde und selektive Methoden zur C-C-Knüpfung mit hoher<br />
Toleranz funktioneller Gruppen<br />
Übergangsmetall-<br />
R sp/sp 2 X + R' MY<br />
Katalysator<br />
R sp/sp 2 R' +<br />
MXY<br />
R sp/sp 2 = Aryl, Alkenyl, Alkinyl (Alkyl nur in Ausnahmefällen wegen ß-Eliminierung)<br />
X = (Cl), Br, I, OTf<br />
R' = 'frei'<br />
MY = MgHal, ZnHal, SnR 3 , B(OR) 2<br />
Übergangsmetall-Katalysator: Pd 0 , Ni 0 (oft in situ generiert aus Pd II , Ni II )<br />
z.B. Pd(PPh 3 ) 4, Pd(OAc) 2, Pd(dba) 2, Ni(PPh 3 ) 4<br />
• Mechanismus (stark vereinfacht):<br />
61b<br />
oxidative<br />
Transmetallierung<br />
reduktive<br />
R sp/sp 2 X + [Pd 0 ]<br />
Addition<br />
R' MY<br />
Eliminierung<br />
R sp/sp 2 [Pd] X<br />
R sp/sp 2 [Pd] R'<br />
- MXY<br />
R sp/sp 2 R'<br />
[Pd] 0
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Arylierung, Alkenylierung & Alkinylierung<br />
• Kumada-Kupplung: MY = MgHal<br />
+ einfach darstellbar<br />
– Toleranz funktioneller Gruppen<br />
MeO H 1. tBuLi<br />
2. MgBr 2<br />
MeO MgBr<br />
Br<br />
NiCl 2 (dppe)<br />
(katalytisch)<br />
MeO<br />
62a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Arylierung, Alkenylierung & Alkinylierung<br />
• Kumada-Kupplung: MY = MgHal<br />
+ einfach darstellbar<br />
– Toleranz funktioneller Gruppen<br />
MeO H 1. tBuLi<br />
2. MgBr 2<br />
MeO MgBr<br />
Br<br />
NiCl 2 (dppe)<br />
(katalytisch)<br />
MeO<br />
• Stille-Kupplung: MY = SnR 3 (meist SnBu 3 )<br />
+ Stannane: meist stabil, isolier- und lagerbar<br />
+ hohe Toleranz funktioneller Gruppen<br />
– Toxizität der Stannane<br />
– sterisch anspruchsvolle Reaktion<br />
CHO<br />
N SnMe 3 Br<br />
+<br />
Pd(dppb)Cl 2<br />
(katalytisch)<br />
CuO<br />
N<br />
CHO<br />
62b<br />
AcHN<br />
AcHN
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Arylierung, Alkenylierung & Alkinylierung<br />
• Negishi-Kupplung: MY = ZnHal<br />
+ einfach darstellbar<br />
– geringe Reaktivität<br />
EtO 2 C<br />
I<br />
Zn<br />
EtO 2 C<br />
ZnI<br />
TfO<br />
Cl<br />
Pd(PPh 3 ) 4<br />
(katalytisch)<br />
EtO 2 C<br />
Cl<br />
63a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Arylierung, Alkenylierung & Alkinylierung<br />
• Negishi-Kupplung: MY = ZnHal<br />
+ einfach darstellbar<br />
– geringe Reaktivität<br />
EtO 2 C<br />
I<br />
Zn<br />
EtO 2 C<br />
ZnI<br />
TfO<br />
Cl<br />
Pd(PPh 3 ) 4<br />
(katalytisch)<br />
EtO 2 C<br />
Cl<br />
• Suzuki-Kupplung: MY = B(OR) 2 [häufig: B(OH) 2 ]<br />
+ Boronsäure/-ester: meist stabil, isolier- und lagerbar<br />
+ auch aliphatische 9-BBN-Ester kuppelbar<br />
CONiPr 2<br />
(HO) 2 B<br />
I<br />
reaktiver<br />
Br<br />
Pd(PPh 3 ) 4 (katalytisch)<br />
Na 2 CO 3<br />
B(OH) 2 iPr2 N O<br />
Br<br />
(später<br />
dazugeben)<br />
iPr 2 N<br />
O<br />
63b<br />
O<br />
1. HB<br />
(9-BBN)<br />
(Hydroborierung)<br />
2. Br<br />
O<br />
Pd(PPh 3 ) 4 (katalytisch)<br />
Na 2 CO 3<br />
O<br />
O
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Heck-Reaktion<br />
IOCh<br />
• Alken als 'R-MY'<br />
R sp/sp 2 X +<br />
R'<br />
Übergangsmetall-<br />
Katalysator<br />
R sp/sp 2<br />
R'<br />
64a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Heck-Reaktion<br />
IOCh<br />
• Alken als 'R-MY'<br />
• Mechanismus:<br />
R sp/sp 2 X +<br />
Pd(OAc) 2<br />
Ph<br />
Ph 3 P<br />
3 P<br />
Ar X<br />
+<br />
Pd OAc<br />
AcO Pd<br />
Ph 3 P<br />
Ph<br />
PPh<br />
oxidative 3 P<br />
3<br />
Addition<br />
- H +<br />
0 +2 Ar<br />
R'<br />
X<br />
Übergangsmetall-<br />
Katalysator<br />
Ph 3 P<br />
+2<br />
R<br />
R sp/sp 2<br />
R'<br />
Pd Ar<br />
- X - AcO<br />
Ph 3 P<br />
- PPh 3<br />
R'<br />
Ph 3 P +2<br />
AcO Pd<br />
R<br />
syn-Addition<br />
R'<br />
Ar<br />
Ph 3 P +2<br />
AcO Pd<br />
Ph 3 P<br />
H<br />
R<br />
+ PPh 3<br />
R'<br />
Ar<br />
Ph 3 P +2<br />
AcO Pd H<br />
R'<br />
R Ar<br />
syn-<br />
Eliminierung<br />
AcO<br />
+2<br />
Pd<br />
R<br />
PPh 3<br />
H<br />
R'<br />
Ar<br />
Rotation<br />
AcO<br />
+2<br />
Pd<br />
R<br />
PPh 3<br />
Ar<br />
H<br />
R'<br />
64b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Heck-Reaktion<br />
IOCh<br />
• Alken als 'R-MY'<br />
• Mechanismus:<br />
R sp/sp 2 X +<br />
Pd(OAc) 2<br />
Ph<br />
Ph 3 P<br />
3 P<br />
Ar X<br />
+<br />
Pd OAc<br />
AcO Pd<br />
Ph 3 P<br />
Ph<br />
PPh<br />
oxidative 3 P<br />
3<br />
Addition<br />
- H +<br />
0 +2 Ar<br />
R'<br />
X<br />
Übergangsmetall-<br />
Katalysator<br />
Ph 3 P<br />
+2<br />
R<br />
R sp/sp 2<br />
R'<br />
Pd Ar<br />
- X - AcO<br />
Ph 3 P<br />
- PPh 3<br />
R'<br />
Ph 3 P +2<br />
AcO Pd<br />
R<br />
syn-Addition<br />
R'<br />
Ar<br />
Ph 3 P +2<br />
AcO Pd<br />
Ph 3 P<br />
H<br />
R<br />
+ PPh 3<br />
R'<br />
Ar<br />
Ph 3 P +2<br />
AcO Pd H<br />
R'<br />
R Ar<br />
syn-<br />
Eliminierung<br />
AcO<br />
+2<br />
Pd<br />
R<br />
PPh 3<br />
H<br />
R'<br />
Ar<br />
Rotation<br />
AcO<br />
+2<br />
Pd<br />
R<br />
PPh 3<br />
Ar<br />
H<br />
R'<br />
• Beispiele:<br />
Br<br />
+<br />
Me<br />
Ph<br />
Pd(OAc) 2, PPh 3<br />
(katalytisch)<br />
NEt 3<br />
Ph<br />
Me<br />
64c<br />
nBu<br />
I + CO 2 Me<br />
Pd(OAc) 2, PPh 3<br />
(katalytisch)<br />
NEt 3<br />
nBu<br />
CO 2 Me
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
8.11.2 Olefinmetathese<br />
IOCh<br />
• Nobelpreis 2005: Chauvin (Mechanismus, 1971)<br />
Schrock (erster definierter Katalysator, 1980)<br />
Grubbs ('stabile' Katalysatoren, 1995)<br />
• Reaktion:<br />
R R' Katalysator R R'<br />
+<br />
+<br />
65a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
8.11.2 Olefinmetathese<br />
IOCh<br />
• Nobelpreis 2005: Chauvin (Mechanismus, 1971)<br />
Schrock (erster definierter Katalysator, 1980)<br />
Grubbs ('stabile' Katalysatoren, 1995)<br />
• Reaktion:<br />
R R' Katalysator R R'<br />
+<br />
+<br />
• Katalysatoren:<br />
65b<br />
F 3 C<br />
Me<br />
F 3 C<br />
iPr<br />
O<br />
N<br />
Mo<br />
O<br />
F 3 C CF 3<br />
Me<br />
iPr<br />
Ph<br />
Me Me<br />
Cl<br />
Cl<br />
PCy 3<br />
Ru<br />
PCy 3<br />
Ph<br />
Mes<br />
N<br />
Cl<br />
Cl<br />
Ru<br />
N<br />
PCy 3<br />
Schrock Grubbs I Grubbs II<br />
luftempfindlich luftstabil luftstabil<br />
kommerziell erhältlich<br />
Mes<br />
Ph<br />
Carben<br />
+ Reaktivität<br />
-<br />
Cy = Cyclohexyl<br />
Mes =
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Olefinmetathese --Übersicht<br />
• Ringöffnungs-Metathese (Polymerisation) [ROM(P)]<br />
[ring opening metathesis (polymerisation)]<br />
Triebkraft: Ringspannung (Norbornen, Cyclobuten)<br />
R<br />
Kat.<br />
R<br />
R<br />
Kat.<br />
n<br />
66a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Olefinmetathese --Übersicht<br />
• Ringöffnungs-Metathese (Polymerisation) [ROM(P)]<br />
[ring opening metathesis (polymerisation)]<br />
Triebkraft: Ringspannung (Norbornen, Cyclobuten)<br />
R<br />
Kat.<br />
R<br />
R<br />
• Ringschluss-Metathese (RCM)<br />
(ring closing metathesis)<br />
Triebkraft: Ethen↑; geignet <strong>für</strong> 5→7 + gößere Ringe<br />
Kat.<br />
Kat.<br />
+<br />
n<br />
66b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Olefinmetathese --Übersicht<br />
• Ringöffnungs-Metathese (Polymerisation) [ROM(P)]<br />
[ring opening metathesis (polymerisation)]<br />
Triebkraft: Ringspannung (Norbornen, Cyclobuten)<br />
R<br />
Kat.<br />
R<br />
R<br />
• Ringschluss-Metathese (RCM)<br />
(ring closing metathesis)<br />
Triebkraft: Ethen↑; geignet <strong>für</strong> 5→7 + gößere Ringe<br />
Kat.<br />
Kat.<br />
+<br />
n<br />
• Kreuzmetathese (CM)<br />
(cross metathesis)<br />
Triebkraft: Ethen↑; regioselektiv wenn:<br />
- sterisch gehindert mit ungehindert oder<br />
- Do-funktionalisiert mit unfunktionalisiert<br />
Kat.<br />
R<br />
+ +<br />
R f R<br />
R f<br />
cis/trans-Gemisch<br />
66c
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Olefinmetathese --Übersicht<br />
• Ringöffnungs-Metathese (Polymerisation) [ROM(P)]<br />
[ring opening metathesis (polymerisation)]<br />
Triebkraft: Ringspannung (Norbornen, Cyclobuten)<br />
R<br />
Kat.<br />
R<br />
R<br />
• Ringschluss-Metathese (RCM)<br />
(ring closing metathesis)<br />
Triebkraft: Ethen↑; geignet <strong>für</strong> 5→7 + gößere Ringe<br />
Kat.<br />
Kat.<br />
+<br />
n<br />
• Kreuzmetathese (CM)<br />
(cross metathesis)<br />
Triebkraft: Ethen↑; regioselektiv wenn:<br />
- sterisch gehindert mit ungehindert oder<br />
- Do-funktionalisiert mit unfunktionalisiert<br />
Kat.<br />
R<br />
+ +<br />
R f R<br />
R f<br />
cis/trans-Gemisch<br />
66d<br />
• Enin-Metathese (EYM)<br />
(enyne metathesis)<br />
→ Butadiene<br />
R<br />
R'<br />
Kat.<br />
R<br />
R'
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Mechanismus & cis/trans-Problematik<br />
• Mechanismus:<br />
Ph<br />
retro-<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
Ph<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
+<br />
Ph<br />
R<br />
R<br />
Startreaktion<br />
irreversibel<br />
[Ru]<br />
[Ru]<br />
R<br />
retro-<br />
[2 + 2]<br />
R<br />
[2 + 2]<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
retro-<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
R<br />
R<br />
R<br />
Katalysezyklus<br />
R<br />
cis/trans<br />
R<br />
R<br />
67a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Mechanismus & cis/trans-Problematik<br />
• Mechanismus:<br />
Ph<br />
retro-<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
Ph<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
+<br />
Ph<br />
R<br />
R<br />
Startreaktion<br />
R R<br />
[Ru]<br />
[2 + 2]<br />
R<br />
Sackgassen-Gleichgewicht<br />
irreversibel<br />
[Ru]<br />
[Ru]<br />
R<br />
R<br />
retro-<br />
[2 + 2]<br />
R<br />
[2 + 2]<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
retro-<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
R<br />
R<br />
R<br />
[2 + 2]<br />
R<br />
Katalysezyklus<br />
cis/trans<br />
[Ru]<br />
R<br />
Sackgassen-<br />
Gleichgewicht<br />
R<br />
R<br />
67b
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Mechanismus & cis/trans-Problematik<br />
• Mechanismus:<br />
Ph<br />
retro-<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
Ph<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
+<br />
Ph<br />
R<br />
R<br />
Startreaktion<br />
R R<br />
[Ru]<br />
[2 + 2]<br />
R<br />
Sackgassen-Gleichgewicht<br />
irreversibel<br />
[Ru]<br />
[Ru]<br />
R<br />
R<br />
retro-<br />
[2 + 2]<br />
R<br />
[2 + 2]<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
retro-<br />
[2 + 2]<br />
[Ru]<br />
R<br />
R<br />
R<br />
[2 + 2]<br />
R<br />
Katalysezyklus<br />
cis/trans<br />
[Ru]<br />
R<br />
Sackgassen-<br />
Gleichgewicht<br />
R<br />
R<br />
67c<br />
• Problematik: es entstehen normalerweise cis/trans-Gemische<br />
• Lösung: Alkin-Metathese<br />
R<br />
+<br />
R'<br />
Katalysator<br />
- H H<br />
R<br />
R'<br />
Na, NH 3, tBuOH<br />
H 2, Lindlar-Kat.<br />
R<br />
R<br />
R'<br />
R'<br />
trans<br />
cis
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Beispiele<br />
IOCh<br />
OSiEt 3<br />
Grubbs I<br />
(15 mol-%)<br />
OSiEt 3<br />
EYM<br />
OSiEt 3<br />
OSiEt 3<br />
R<br />
[Ru]<br />
(erster Angriff auf<br />
unsubstituierte<br />
Doppelbindung)<br />
OSiEt 3<br />
R<br />
[Ru]<br />
OSiEt 3<br />
[Ru]<br />
OSiEt 3<br />
[Ru]<br />
RCM<br />
- [Ru]<br />
[Ru]<br />
[Ru]<br />
68a
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
Beispiele<br />
IOCh<br />
OSiEt 3<br />
Grubbs I<br />
(15 mol-%)<br />
OSiEt 3<br />
EYM<br />
OSiEt 3<br />
OSiEt 3<br />
R<br />
[Ru]<br />
R<br />
[Ru]<br />
[Ru]<br />
[Ru]<br />
(erster Angriff auf<br />
unsubstituierte<br />
Doppelbindung)<br />
OSiEt 3<br />
OSiEt 3<br />
OSiEt 3<br />
RCM<br />
- [Ru]<br />
[Ru]<br />
[Ru]<br />
O<br />
S<br />
N<br />
OH<br />
O<br />
O OH O<br />
Epothilon A: (Antikrebsmittel)<br />
'Finaler' Ringschluss zum Macrolacton durch RCM:<br />
cis trans<br />
Grubbs I<br />
+<br />
46% 39%<br />
Grubbs I<br />
H 2 , Lindlar<br />
cis<br />
68b<br />
80%
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Übungsaufgaben <strong>Kapitel</strong> 8<br />
1. Bei der Umsetzung und von (S)-2-(N,N-Dibenzylamin)propanal (A) mit MeLi und anschließender<br />
Aufarbeitung erhält man die Produkte B und C im Verhältnis 91 zu 9. Verwendet man dagegen<br />
MeTiCl 3 statt MeLi, so erhält man B und C im Verhältnis 6 zu 94. Geben Sie die Strukturformeln<br />
von B und C an und erläutern Sie die hohe Selektivität anhand dreidimensionaler Darstellungen.<br />
Vervollständigen Sie die Reaktionen und geben Sie die wichtigsten Zwischenstufen an. Beachten Sie<br />
bei Umsetzungen mit chiralen Substraten die Stereochemie. Moleküle ohne Klammern sind Zwischen-<br />
/ Endprodukte nach wässriger Aufarbeitung.<br />
2.<br />
Me<br />
Me CO 2Et<br />
O<br />
H<br />
Me<br />
1. NaH, Et 2 O, 0°C<br />
dann Tf 2 O<br />
2. Me 2 CuLi, Et 2 O<br />
-78°C bis -30°C<br />
3. LiAlH 4, Et 2 O<br />
3.<br />
O 1. Morpholin, pTsOH, CH 2 Cl 2 , Δ<br />
(wasserfreie Aufarbeitung)<br />
?<br />
2. Propionylchlorid, Et<br />
(( C 15 H 26<br />
?<br />
O )) 2 O<br />
dann wässrige Aufarbeitung<br />
4.<br />
Me<br />
Me<br />
O<br />
Me<br />
?<br />
Me<br />
O<br />
O<br />
Me<br />
Me<br />
5.<br />
TMS Li<br />
N CHO<br />
Ph 3 C H THF, -78°C<br />
? ?<br />
Newman-Projektion<br />
69
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Übungsaufgaben <strong>Kapitel</strong> 8<br />
6. Vervollständigen und diskutieren Sie die nachfolgende Reaktion. Um welche Namensreaktion<br />
handelt es sich im ersten Reaktionsschritt? Wie bezeichnet man den Übergangszustand?<br />
Anmerkung: Im ersten Schritt entsteht ein Zn-Enolat, das dieselbe Geometrie aufweist wie das,<br />
welches bei der Deprotonierung des in α–Position nicht-bromierten Derivats mit LDA bei tiefen<br />
Temperaturen gebildet werden würde.<br />
Br<br />
Br<br />
O<br />
O<br />
O<br />
R<br />
Zn, THF<br />
?<br />
Enolat<br />
O<br />
O<br />
Zn<br />
O<br />
3D-Struktur des Übergangszustands<br />
(Bitte vervollständigen!)<br />
? ?<br />
Zwischenprodukt<br />
(3D-Struktur)<br />
Produkt<br />
(3D-/2D-Struktur)<br />
Vervollständigen Sie die Reaktionen und geben Sie die wichtigsten Zwischenstufen an. Beachten Sie<br />
bei Umsetzungen mit chiralen Substraten die Stereochemie. Moleküle ohne Klammern sind Zwischen-<br />
/ Endprodukte nach wässriger Aufarbeitung.<br />
70<br />
7. O<br />
8.<br />
PhCHO<br />
?<br />
?<br />
1. 2.?<br />
3. 4.?<br />
Ph<br />
OH<br />
O OBn SEt<br />
BnO<br />
SEt<br />
OBn OBn<br />
?<br />
Tipp: Olefinmetathese im letzten Schritt<br />
OBn<br />
BnO<br />
OBn<br />
BnO<br />
OH<br />
Hauptdiastereomer
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
IOCh<br />
Übungsaufgaben <strong>Kapitel</strong> 8<br />
Vervollständigen Sie die Reaktionen und geben Sie die wichtigsten Zwischenstufen an. Beachten Sie<br />
bei Umsetzungen mit chiralen Substraten die Stereochemie. Moleküle ohne Klammern sind Zwischen-<br />
/ Endprodukte nach wässriger Aufarbeitung.<br />
9. 10.<br />
Me<br />
O<br />
1.<br />
TMS<br />
BrMg<br />
, CuI<br />
2. α-Bromessigsäureethylester<br />
3. AlCl 3<br />
?<br />
Ph<br />
OH<br />
1. NaH, dann<br />
Me<br />
Br<br />
CO 2 Et<br />
2. DIBAL-H, -78°C<br />
3. Ph 3 P + CH 3 I - , KN(TMS) 2<br />
4. Cl 2 (PCy 3 ) 2 Ru=CHPh<br />
?<br />
11.<br />
I<br />
Br<br />
nHex ZnBr<br />
(1.0 Äquiv.)<br />
Pd(PPh 3 ) 4 , THF, RT<br />
?<br />
dann<br />
BrZn<br />
Ph<br />
?<br />
12.<br />
HO<br />
1.<br />
2.<br />
?<br />
?<br />
OH<br />
71
Dr. M. Breuning<br />
OPII – WS 2009/10<br />
<strong>Kapitel</strong> 8<br />
IOCh<br />
Ihr<br />
M. Breuning<br />
72