Kinetische Racematspaltung sterisch anspruchsvoller sekundärer Alkohole durch kupferhydridkatalysierte (diastereo- und) enantioselektive Silylierung
Papadopulu, Žaneta
Die vorliegende Dissertation widmet sich der kinetischen Racematspaltung sekundärer Monoole mit vicinalen quartären (Stereo-)Zentren durch kupferhydridvermittelte (diastereo- und) enantioselektive Silylierung sowie Versuchen zur (regio- und) enantioselektiven Monosilylierung von Diolen. Hierfür wurde das durch OESTREICH und Mitarbeiter etablierte Racematspaltungssystem mit (R,R)-Ph-BPE als chiralem Liganden verwendet.
Im ersten Teil dieser Arbeit wurde die enantioselektive dehydrierende Kupplung sterisch anspruchsvoller Neopentylalkohole mit Monohydrosilanen untersucht. Die Wahl des Hydrosilans stellte eine essenzielle Stellschraube für das Gelingen der kinetischen Racematspaltung dar, wobei (3,5-Dimethylphenyl)dimethylsilan gute Ergebnisse erbrachte. Die Effizienz der kinetischen Racematspaltung zeigte sich zudem abhängig von der strukturellen Beschaffenheit des eingesetzten Alkohols, wobei eingeschränkte konformative Flexibilität der Substituenten am quartären Kohlenstoffatom sowie ein hinreichender Größenunterschied der Substituenten am sekundären Alkohol gute Selektivitätsfaktoren sicherten. Insbesondere Substrate mit (spiro )cyclischen Strukturelementen wurden mit guter Enantiodifferenzierung durch das Katalysatorsystem umgesetzt und funktionelle Gruppen an einem Benzylsubstituenten wurden generell gut toleriert.
In einem zweiten Teilprojekt stand die kinetische Racematspaltung stereoisomerer Gemische von acyclischen sekundären Alkoholen mit vicinalen quartären Stereozentren im Vordergrund. Hierbei bewährte sich (3,5-Dimethylphenyl)dimethylsilan auch bei verringerter Temperatur als leistungsstarkes Silylierungsreagenz. Basierend auf dem beobachteten Reaktivitätsunterschied der untersuchten Alkoholdiastereomere wurde durch Anpassung der zugegebenen Hydrosilanmenge eine enantio- und diastereoselektive Reaktionsführung ermöglicht. Das Katalysatorsystem war dabei in der Lage, eines von vier Stereoisomeren innerhalb eines stereoisomeren Gemischs kinetisch zu differenzieren. Der Silylether des am schnellsten reagierenden Alkoholstereoisomers wurde somit ohne vorherige säulenchromatographische Trennung der schwer zu trennenden Diastereomere in enantio- und diastereomerenangereicherter Form erhalten.
Im abschließenden Teil dieser Arbeit wurden erste Versuche und Überlegungen zur enantioselektiven Monosilylierung von Diolen angestellt. Während Versuche zur Desymmetrisierung cyclischer meso-1,2-Diole scheiterten, wurden für die regio- und enantioselektive kinetische Racematspaltung eines anti-1,3-Diols erste wegweisende Erfolge erzielt.
This dissertation is devoted to the kinetic resolution of secondary monools with vicinal quaternary (stereo-)centers by copper hydride-mediated (diastereo- and) enantioselective silylation as well as attempts towards a (regio- and) enantioselective monosilylation of diols. For this purpose, a kinetic resolution system with (R,R)-Ph-BPE as the chiral ligand previously established by OESTREICH and coworkers was employed.
In the first part of this work the enantioselective dehydrogenative coupling of sterically hindered neopentylic alcohols with hydrosilanes was investigated. The choice of hydrosilane proved crucial for a successful kinetic resolution and (3,5-dimethylphenyl)dimethylsilane provided good results. The efficiency of the kinetic resolution was shown to be dependent on the structural composition of the alcohol. Especially substituents with high rigidity at the quaternary carbon atom as well as a sufficient size difference between the substituents at the secondary alcohol secured good selectivity factors. Substrates with (spiro-)cyclic structural motifs were converted by the catalytic system with good enantiodifferentiation and functional groups at a benzyl substituent were generally well tolerated.
The second project focused on the kinetic resolution of stereoisomeric mixtures of acyclic secondary alcohols with vicinal quaternary stereocenters. As a silylating reagent, (3,5-dimethylphenyl)dimethylsilane performed well at lower temperatures. An observed reactivity difference between the two alcohol diastereomers allowed for an enantio- and diastereoselective reaction path after specific adjustment of the amount of hydrosilane added. The catalytic system thus was able to kinetically select one out of four stereoisomers within a stereoisomeric mixture of alcohols. The silylether of the fastest reacting alcohol stereoisomer was obtained in enantio- and diastereoenriched form without difficult chromatographic separation of the diastereomers.
The final part of this work contains initial experiments and considerations towards the enantioselective monosilylation of diols. While attempts for a desymmetrization of cyclic meso-1,2-diols have failed so far, the regio- and enantioselective kinetic resolution of an anti-1,3-diol provided promising first results.
