Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1716
Main Title: Übergangsmetallkatalysierte Dominoreaktionen und ihre Anwendung in der Naturstoffsynthese
Translated Title: Transition Metal-Catalyzed Domino Reactions and Their Application to Total Synthesis
Author(s): Schulz, Sabrina Renate
Advisor(s): Blechert, Siegfried
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät II - Mathematik und Naturwissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Im Rahmen dieser Arbeit sollten verschiedene, auf Palladium, Ruthenium und Gold basierende Dominoprozesse entwickelt und in der Naturstoffsynthese angewendet werden. So wurde zunächst eine asymmetrische Synthese von optisch aktiven 5-substituierten Cycloheptan-1,4 dionen mittels asymmetrischer, ringerweiternder Allylierung (AREA) entwickelt. Es handelt sich dabei um einen auf der de Mayo-Reaktion basierenden Prozess, bei dem die Produkte in einem enantiokonvergenten, palladiumkatalysierten Schritt aus racemischen Bicyclo[3.2.0]heptanen dargestellt werden. Nachdem zuerst ein tragfähiges Konzept zur Synthese der racemischen Vorläufer etabliert wurde, konnte dann gezeigt werden, dass sich die AREA-Reaktion in hohen Ausbeuten und guten bis exzellenten Enantioselektivitäten von bis zu 92 % an einem breiten Substratspektrum durchführen lässt. Die Produkte stellen wichtige Vorläufer für eine große Anzahl von Naturstoffen dar, die oxygenierte Cycloheptanringe enthalten. Im zweiten Kapitel dieser Arbeit wurden Synthesestudien zur diastereoselektiven Ringumlagerungsmetathese (dRRM) an hochgespannten Azabicyclen vom Tropantyp durchgeführt. Die dRRM verlief mit einer Diastereoselektivität von >98 %. Die Produkte der dRRM stellen hochfunktionalisierte, bicyclisches Lactame dar, welche in wenigen Syntheseschritten in azabicyclische Alkaloide umgewandelt werden könnten. Im dritten Kapitel dieser Arbeit sollten im Rahmen einer enantioselektiven Totalsynthese verschiedene Chinolizidin- und Dipiperidinalkaloide hergestellt werden. Der Schlüsselschritt war eine neuartige, rutheniumkatalysierte Enin-Ringumlagerungsmetathese, bei dem in einem einzigen Syntheseschritt das komplexe bicyclische Grundgerüst der Naturstoffe aufgebaut wurde. Durch Verwendung des Hoveyda-Blechert-Katalysators konnte dieser Schritt in einer hohen Ausbeute von 80 % durchgeführt werden. Schließlich sollte im Zuge einer goldkatalysierten, kationischen Kaskadencyclisierung in einem Schritt das Decahydrochinolin-Grundgerüst des Pumiliotoxins (-)-trans-195A aufgebaut werden. Zunächst konnte erfolgreich ein Synthesekonzept zur stereoselektiven Darstellung des acyclischen Vorläufers entwickelt werden. Die abschließende Cyclisierung lieferte mit unterschiedlichen Goldkatalysatoren jedoch ein unerwünschtes Pyrrolidingerüst.
During this thesis, several domino reactions, based on palladium, ruthenium and gold, were developed and applied to natural product synthesis. For a start, we invented an asymmetric synthesis of optically enriched 5-substituted cycloheptane-1,4-diones by means of an asymmetric, ring enlarging allylation (AREA). The process is based on the de Mayo reaction, where the products are being formed in an enantioconvergent, palladium-catalyzed step from racemic bicyclo[3.2.0]heptanes. After establishing an efficient protocol for the synthesis of the racemic precursors, we were able to demonstrate that the AREA reaction can be conducted in high yields and enantioselectivities of up to 92 %. The reaction was also shown to posses a broad substrate scope. The products of this transformation are important intermediates for a vast number of natural products bearing oxygenated cycloheptane moieties. In the second chapter, we conducted studies on the diastereoselective ring rearrangement metathesis (dRRM) of highly strained tropane-like azabicycles. The dRRM was performed with diastereoselectivities of more than 98 %. The products are highly functionalized, bicyclic lactams, which can be converted into azabicyclic alkaloids in few steps. The enantioselective total synthesis of a number of quinolizidine and dipiperidine alkaloids was the goal of the third part of this thesis. The key step was a novel, ruthenium catalyzed enyne ring rearrangement metathesis, where the natural product’s complex bicyclic skeleton was set up in a single step. Conducting the reaction with the Hoveyda-Blechert catalyst gave yields of up to 80 %. Finally, we envisioned the synthesis of the pumiliotoxine alkaloid (-)-trans-195A, whose decahydroquinoline skeleton should be constructed in a gold-catalyzed, cation--cascade cyclization. Initially, we succesfully developed a synthetic concept for the stereoselective construction of the cyclization precursor. However, the gold catalyzed cyclization reactions with different catalysts led only to the formation of an undesired pyrrolidine moiety.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-16856
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2013
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1716
Exam Date: 9-Nov-2007
Issue Date: 26-Nov-2007
Date Available: 26-Nov-2007
DDC Class: 540 Chemie und zugeordnete Wissenschaften
Subject(s): Asymmetrische Katalyse
Goldkatalyse
Metathese
Palladiumkatalyse
Totalsynthese
Asymmetric catalysis
Goldcatalysis
Metathesis
Palladiumcatalysis
Total synthesis
Usage rights: Terms of German Copyright Law
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