Novel carbohydrate olefin hybrid ligands in rhodium catalyzed reactions: Challenging substrates in 1,4-additions
Final Report Abstract
Gegenstand des Projektes waren Rhodium(I)-katalysierte enantioselektive 1,4-Additionen von Boronsäuren und Boronaten an α,β-ungesättigte Carbonylverbindungen. Die Besonderheit im Gegensatz zu den bekannten Reaktionen dieser Art bestand in der Verwendung diverser Heteroarylboronate als Nucleophile, der Verwendung eines hier entwickelten Kohlenhydratbasierten enantiomerenreinen Hybridliganden (fuco EnoPhos) sowie dem Einsatz 2-substituierter Cycloalkenone und von 1-Acceptor-substituierten Cycloalkenen als Elektrophile. Mit einer Reihe von stabilisierten Heteroarylboronaten wurden bei der Addition an 2-Cyclohexenon Ausbeuten bis zu 95 % und sehr hohe Enantioselektivitäten erzielt, häufig lagen die Ausbeuten auch im mittleren Bereich. Dies gilt allerdings nicht für die vom Pyridin abgeleiteten Boronate, hier lieferte die racemische Reaktion moderate Ausbeuten, während die Reaktion in Gegenwart chiraler Liganden (fuco EnoPhos 6, (S,S)-Ph-Bod 5) nicht stattfand. Aufgrund eingehender 1H-NMR-spektroskopischer Untersuchungen ist davon auszugehen, dass eine sehr schnelle Freisetzung der Boronsäuren verbunden mit einer Protodeborierung als Konkurrenzreaktion dafür ursächlich ist. Als weitere Nebenreaktion wurde die Kupplung zweier Moleküle 2-Cyclohexenon (1) zum [1,1'-Bi(cyclohexan)]-6-en-2,3'-dion (10) beobachtet. 31P-NMR-spektroskopische Untersuchungen zum Reaktionsverlauf der Rhodiumkatalysierten 1,4-Addition zeigten, dass die intermediären Rhodiumkomplexe bevorzugt trans-konfiguriert sind. Additionen an 2-Methylcyclopentenon stellten wegen der Bildung zweier Chiralitätszentran eine Herausforderung an die Enantioselektivität sowie an die Diastereoselektivität dar. Hier gelangen die Additionen in sehr guter chemischer Ausbeute mit >99 % ee und einem Diastereomerenverhältnis von 96:4. Die Reaktion wurde für die enantioselektive Synthese eines Vorläufers des (+)-Equilenins angewandt. Enantioselektive Rhodium(I)-katalysierte 1,4-Additionen an 1-Acceptor-substituierte Cycloalkene, insbesondere an Cyclopenten-1-Carbonitril lieferten bei hohen Gesamtausbeuten und Enantioselektivitäten bevorzugt die cis-Diastereomeren (cis:trans bis zu 90:10), in einigen Fällen wurden die absoluten Konfigurationen bestimmt. Die Methode wurde für die enantioselektive Synthese des Schlüsselintermediates der Synthese des (+)- Vabicaserins angewendet.
Publications
- Heteroarylboronates in Rhodium-Catalyzed 1,4-Addition to Enones, Org. Lett. 2014, 16, 5212-5215
F. Albrecht, O. Sowada, M. Fistikci, M. M. K. Boysen
(See online at https://doi.org/10.1021/ol502630w) - Cycloalkene Carbonitriles in Rhodium- Catalyzed 1,4-Addition and Formal Synthesis of Vabicaserin, Org. Lett. 2015, 17, 4132-4135
W. J. Dziechciejewski, R. Weber, O. Sowada, M. M. K. Boysen
(See online at https://doi.org/10.1021/acs.orglett.5b01849)
