Diastereoselektive und enantioselektive Domino-Heck-Suzuki-Reaktionen
Final Report Abstract
Die erste diastereoselektive Domino-Heck-Suzuki-Reaktion zum Aufbau des Methylentetrahydrofuran-Gerüsts war bereits im Vorläuferprojekt gelungen. Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurden zunächst verschiedene, ebenfalls meist diastereoselektiv verlaufende Funktionalisierungen an diesen Heterocyclen ausgearbeitet. Das Domino-Heck-Suzuki-Protokoll konnte dann auch im Sinne einer 1,3-Induktion auf carbocyclische Fünfringe übertragen werden, wobei die Diastereoselektivität stark vom Substitutionsmuster abhängt. Die Anwendung der Domino- Reaktion zur Gewinnung von Siebenringen, ausgehend von verschiedenartigen Edukten war nur in sehr begrenztem Umfang möglich. Die Hauptintention des Forschungsvorhabens war die Entwicklung einer enantioselektiven Variante der Domino-Heck-Suzuki Reaktion. Als achirale, acyclische Edukte wurden dabei N- geschützte Diallylamine eingesetzt; etwa dreißig chirale Liganden, die größtenteils kommerziell erhältlich waren, teils nach Literaturvorschriften hergestellt wurden, teils auch bisher nicht beschrieben waren, wurden in das Screening einbezogen. Die Reaktionsbedingungen (Lösungsmittel, Temperatur, Art der zugesetzten Base) wurden vielfach variiert. Zweizähnige Bisphospan- Liganden erwiesen sich als gänzlich ungeeignet. Mit einzähnigen Phosphonit- und Phosphoramidit-Liganden gelang die Domino-Heck-Suzuki-Reaktion. Allerdings wurde auch mit keinem dieser Liganden eine hohe Enantioselektivität erzielt. Dies war nicht vorherzusehen. Im Verlauf des Projekts zeigte sich, dass die Art der Boronsäure-Komponente wesentlichen Einfluss auf die Enantioselektivität hat. Dies steht im Widerspruch zu dem für die Domino-Heck-Suzuki postulierten Mechanismus, dem zufolge der Heck-Schritt der Domino-Sequenz der einzig selektivitätskeitsbestimmende ist. Wir postulieren aufgrund unserer Ergebnisse einen modifizierten Mechanismus mit einer Bindung der Boronsäure an das Übergangsmetall bereits im Cyclisierungsschritt. Da verschiedene Furanone und Pyrrolidinone mit heterocyclischen Seitenketten, die durch die Domino-Heck-Suzuki-Reaktion und anschließende Ozonolyse leicht zugänglich sind, als Neonicotinoide fungieren könnte, wurden sie auf ihre insektizide Wirkung getestet, zeigten jedoch keine nennenswerte Aktivität. Eine Sci-Finder Recherche ergab, dass bis heute keine enantioselektive Domino-Heck-Suzuki-Reaktion beschrieben ist. Insofern ist mit dem Projekt immerhin die erste dieser Art realisiert worden, wenngleich die Enantioselektivität nicht zufriedenstellend ist, obwohl das lege artis Mögliche versucht wurde. Die im Zusammenhang mit dem Projekt erschlossene diastereoselektive Variante ist, ebenfalls laut Sci-Finder die bisher einzige dieser Art geblieben. So weisen unsere Arbeiten im Rahmen des Projekts doch einen substantiellen Neuigkeitsgrad auf.
