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Boudier, Andreas (2001): Darstellung und Reaktionen chiraler Dialkylzinkverbindungen. Dissertation, LMU München: Faculty of Chemistry and Pharmacy
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Abstract

Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer möglichst generellen und präparativ leicht zugänglichen Methode zur Darstellung chiraler, enantiomerenangereicherter Dialkylzinkreagenzien. Hierbei wurden 2 unterschiedliche Ansätze verfolgt. Zum einen eine Sequenz aus asymmetrischer Hydroborierung/ Äquilibrierung und Bor-Zink-Austausch und zum zweiten die Verwendung substrat-dirigierender Systeme (diastereoselektive Hydroborierung). A) Asymmetrische Hydroborierung/ Bor-Zink-Austausch (Reagens-kontrollierte Variante) Ausgehend von trisubstituierten Alkenen konnte durch eine Eintopf-Sequenz aus asymmetrischer Hydroborierung/ Äquilibrierung und Bor-Zink-Austausch ein Zugang zu chiralen, enantiomerenangereicherten Dialkylzinkverbindungen 53 gefunden werden. R R BEtR R ZniPr * * * * 2) HBEt2, 50 °C, 16 h ZniPr2 53 20-96 %ee 1) (-)-IpcBH2, -35 °C, 2 d R = H, Et 25 °C, 5 h Die Enantioselektivitäten werden durch den asymmetrischen Hydroborierungsschritt mit (–)- IpcBH2 (-35 °C, 48 h) bestimmt und liegen substratabhängig im Bereich von 20-96 %ee. 53 kann eine Vielzahl Cu(I)-vermittelter Reaktionen mit Elektrophilen eingehen (z. B. SN2'- Reaktionen, Acylierungen, Alkinylierungen). Durch Zusatz von CuCN·2LiCl-Lösung (1 M in THF, 0.5-1 Äquiv., -78 °C) werden ausgehend von 53 die entsprechenden „Knochel-Cuprate“ erhalten, welche mit Säurechloriden, Bromalkinen und allylischen Bromiden zu funktionalisierten Produkten reagieren. Es werden, unter Netto-Retention der Stereochemie, die trans-Produkte gebildet (trans : cis ³ 93 : 7). Des weiteren liefern auch die offenkettigen Systeme Z- bzw. E-1-Methyl-1-propenylbenzol (Z- und E-84) Cu(I)-vermittelte Produkte mit hoher Diastereoselektivität (dr ³ 89 : 11). Diese Werte liegen deutlich besser als diejenigen, die mit der racemischen Bor-Zink- Austauschsequenz (dr » 80 : 20) erhalten werden.35 Die Enantioselektivitäten in diesen Systemen liegen bei maximal 82 bzw. 56 %ee. Auch Pd(0)-katalysierte Reaktionen können mit 53 durchgeführt werden. Pd(0)-katalysierte Kreuzkupplungsreaktionen und Acylierungen verlaufen unter äußerst milden Reaktionsbedingungen (0-25 °C, 16 h) zu den entsprechenden Produkten. Eine Ausweitung der Test-Substrate (z. B. E-Alkene), der asymmetrischen Hydroborierungssysteme (z. B. Rh(I)-katalysierte Hydroborierung), sowie die Variierung übergangsmetallkatalysierter Reaktionen sollten zu einer weiteren synthetischen Aufwertung der chiralen Dialkylzinkreagenzien vom Typ 53 führen. B) Diastereoselektive Hydroborierung/ B-Zn-Austausch (Substrat-kontrollierte Variante) Allylische Cyclohexenyl- bzw. Cyclopentenylalkohol-Systeme konnten hoch diastereoselektiv hydroboriert werden. Durch Variation des Substituenten R und der Schutzgruppe PG konnten sehr hohe syn-Selektivitäten erzielt werden. Exzellente Diastereoselektivitäten wurden durch Verwendung sterisch anspruchsvoller Gruppen R (z. B. Ph, tBu) und Ether- bzw. Acetal-Schutzgruppen (PG = Bn, CH2OEt) erreicht. Durch nachfolgenden Bor-Zink-Austausch können Dialkylzinkreagenzien 153 mit 3 benachbarten chiralen Zentren erhalten werden. Cu(I)-vermittelte Reaktionen mit einer Vielzahl an Elektrophilen führen zu interessanten hochfunktionalisierten Synthesebausteinen wie 166 und 169. Die Verwendung sterisch anspruchsvoller Carbonyl- bzw. Säure-Schutzgruppen (z. B. Imidazolidin, CCl3) als Rest R liefert nach Entschützung polyfunktionelle, stereochemisch einheitliche Produkte wie 211. Eine Ausweitung dieses Konzepts auf offenkettige Systeme und die Verwendung optisch aktiver Allylalkohole und –silane, sowie Anwendungen in der Synthese komplexer Systeme, z. B. Naturstoffe, sind wünschenswert. Die Verwendung exozyklischer Allylalkoholsysteme 178-180 liefert unter moderater anti- Selektivität die Seitenketten-allylierten Produkte 182-184.