Fakultätsbericht 2016-2017

FORSCHUNG — 55 Phosphine sind allgegenwärtige Liganden in der Übergangsmetallkatalyse und dienen selbst als Lewis-Base-Katalysatoren. Ein einfacher Zugang zu chiralen Phosphinen ist von äußerster Wichtig- keit für die enantioselektive Synthese in industri- ellen Prozessen und akademischer Forschung. Mit dem Ziel, die Phospha-Prolin-Struktur im Rahmen der bifunktionellen Lewis-Base-Katalyse zu untersuchen, interessierten wir uns zuneh- mend für Methoden zur Darstellung derartiger Verbindungen als Enantiomere, bevorzugt durch katalytische Prozesse. Wir untersuchen zurzeit unterschiedliche Wege zur alpha-Funktionalisierung von P-Heterozyklen durch (i) klassische stereo‐ divergente Routen gefolgt von der Auftrennung der Diastereomere und Enantiomere, (ii) Routen, die auf enantioselektiver Deprotonierung der Enantioselektive Funktionalisierung und Desymmetrisierung von Phosphor-Heterozyklen Phosphor‐Heterocyclen durch chirale Basen basieren, (iii) Routen, die auf enantioselektiver Funktionalisierung der Phosphor‐Heterocyclen basieren, die durch chirale Boran‐Schutzgruppen gerichtet werden, und (iv) Routen, die auf C-H-Insertion von Metallcarbenoiden basieren (Abb. 4a). In unserer Arbeit an Carbenoid-Insertionen unter Verwendung Boran-geschützter Phosphine haben wir effiziente B-H-Insertionsreaktionen entdeckt, die zurzeit mit dem Ziel der Darstellung chiraler Allylborane untersucht werden, welche sich als nützliche Allylierungs-Reagenzien etab- liert haben. Die Kupfer-katalysierten Reaktionen zeichnen sich durch hohe Ausbeuten und exzel- lente Selektivitäten für die B-H- anstatt für die C-H-Insertion aus (Abb. 4b). Abb. 1. (a) Alpha-Funktionalisierung von Phosphor-Heterozyklen und (b) Darstellung von Allylboranen via B-H-Insertionen. protisches Additiv vernichtet das Enolat-Inter- mediat, welches normalerweise zu Dimerisie- rungs- bzw. Oligomerisierungsreaktionen sowie 1,4-Reduktionen führt und erzeugt geringe Kon- zentrationen von Alkoxid, das den Hydrid-Donor aktiviert (Abb. 2). Diese duale Aktivierung führt zu hohen beobachteten Reaktionsraten. Unsere aktuelle Arbeit fokussiert sich auf der Erweiterung des Spektrums dieser Reaktionen, um Kohlen- stoff-Nucleophile anstatt Hydrid-Donoren einzu- setzen sowie an der Entwicklung enantioselekti- ver Transformationen, die auf die Verwendung von chiralen Phosphin-Katalysatoren vertrauen. Bei der Lewis-Base-katalysierten Substitution von allylischen Fluoriden durch Stickstoff-Nucleo- phile handelt es sich um einen verwandten Pro- zess, den wir bereits untersucht haben (Abb. 3). Substituierte 2-(Fluoromethyl)acrylate unterzie- hen sich der Konjugat-Addition/Eliminierung, um ein aktiviertes Elektrophil zu bilden und katalyti- sche Mengen von Fluorid-Ionen geben das Stick- stoff-Nucleophil frei, welches von den Silylaminen hervorgeht. Ähnlich zu den Lewis-Base-kataly- sierten Reduktionsreaktionen, die milde Hydrid- Donoren verwenden, führt die duale Aktivierung von Elektrophil und Nucleophil zu schnellen Re- aktionen und hohen isolierten Ausbeuten. Gerin- ge Konzentrationen der aktivierten Spezies er- möglichen diese Reaktionen, um selektiv unter milden Bedingungen fortzuschreiten. Unsere ge- genwärtigen Studien fokussieren sich auf die Entwicklung enantioselektiver Transformationen und Anwendungen dieser Reaktionen für die To- talsynthese von Alkaloid-Naturprodukten. [1] Schömberg, F., Zi, Y., Vilotijevic, I. (2018): Lewis Base Catalyzed Selective Reductions of Ynones withMild Hydride Donors, Submitted for publication. [2] Schömberg, F., Zi, Y., Vilotijevic, I. (2018): Studies of Mechanism and Chemoselectivity in Phosphine Catalyzed Reductions of Ynones with Pinacolborane. Manuscript in preparation. [3] Zi, Y., Schömberg, F., Vilotijevic, I. (2018): Lewis base catalyzed substitu- tions of 2-(fluoromethyl)acrylateswith Silylamines. Manuscript in preparation.