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Synthesis of α-chiral silanes by asymmetric conjugate addition of silicon nucleophiles to unsaturated acceptors
Mao, Wenbin
This dissertation focuses on the development of asymmetric conjugate addition of silicon nucleophiles or silicon pronucleophiles to activated alkenes, providing general and efficient methods for stereodefined silanes. Silicon GRIGNARD reagents and Si–B reagents are mainly employed as silicon sources for the enantioselective 1,4-silyl transfer.
The first part is about the application of silicon GRIGNARD reagents in the conjugate addition to azaaryl-substituted alkenes. Racemic and chiral versions were successfully established under the assistance of the LEWIS acid BF3·OEt2. Various azaaryl groups could be employed to activate the C–C double bond in the racemic transformation, demonstrating good functional group tolerance. A CuCl/Josiphos precatalyst plays a crucial role in high levels of enantioinduction in the asymmetric conjugate addition of Me2PhSiMgHal to benzoxazole-activated alkenes. Good to high enantioselectivities, up to 94% ee, were achieved with exclusive β-selectivity in 20 examples.
The second part demonstrates a general and efficient method for the synthesis of enantioenriched propargylic silanes through asymmetric conjugate addition of silylboronic esters to enyne-type α,β,γ,δ-acceptors. Ketones, esters and amides proved to be suitable Michael acceptors under our catalytic system, delivering the corresponding chiral propargylic silanes in good to excellent yields with high enantiomeric excesses of up to 95% ee. Good functional group tolerance, operationally simple procedure, exclusive 1,4-selectivity and excellent enantioselectivity are features of our method. The geometry of the C–C double bond in the substrate shows a non-negligible influence in the chemoselectivity. (Z)-Configuration results exclusively in propargylic silanes while (E)-Configuration mainly leads to allenylsilanes.
In the following, two chapters describe our ongoing efforts about asymmetric conjugate addition reactions. α,β-Unsaturated sulfones and phosphine oxides are chosen as MICHAEL acceptors. Moderate results with regard to yield and enantioselectivity have been obtained for the project of α,β-unsaturated sulfones, however, only racemic mixtures were achieved with α,β-unsaturated phosphine oxides. Further investigations are still ongoing for the optimal reaction conditions.
Die vorliegende Dissertation befasst sich mit der Entwicklung asymmetrischer konjugierter Additionen von Siliciumnukleophilen und Siliciumpronukleophilen an aktivierte Alkene, um allgemein anwendbare und effiziente Methoden für die Darstellung von Silanen mit festgesetzter Stereoinformation zu erschließen. Silicium-GRIGNARD- und Si–B-Reagenzien dienten hauptsächlich als Siliciumquellen für enantioselektive 1,4-Silyl-Übertragungen.
Der erste Teil beschäftigt sich mit der Anwendung von Silicium-GRIGNARD-Reagenzien in konjugierten Additionsreaktionen an azaarylsubstituierte Alkene. Eine racemische und chirale Reaktionsführung wurden erfolgreich unter Zuhilfenahme der LEWIS-Säure BF3·OEt2 erarbeitet. Verschiedene Azaarylgruppen fanden in der Aktivierung der C–C-Doppelbindung der racemischen Variante Verwendung, welche eine gute Toleranz gegenüber funktionellen Gruppen unter Beweis stellte. Ein CuCl/Josiphos Präkatalysator spielte eine entscheidende Rolle für die hohe Enantioinduktion in einer asymmetrischen konjugierten Addition von Me2PhSiMgHal an benzoxazolaktivierte Alkene. Gute bis hohe Enantioselektivitäten, bis zu 94% ee, wurden mit ausschließlich β-Selektivität für 20 Beispiele erzielt.
Der zweite Teil befasst sich mit einer allgemein anwendbaren und effizienten Methode enantiomerenangereicherte Propargylsilane durch asymmetrische konjugierte Addition von Silylboronsäureestern an α,β,γ,δ-Akzeptoren des Enin-Typs darzustellen. Ketone, Ester und Amide stellten sich als geeignete MICHAEL-Akzeptoren in unserem optimierten katalytischen System heraus, welches die entsprechenden chiralen Propargylsilane in guten bis sehr guten Ausbeuten mit hohen Enantiomerenüberschüssen, bis zu 95% ee, lieferte. Unsere Methode zeichnet sich durch hohe Toleranz gegenüber funktionellen Gruppen, synthetisch geringem Aufwand, ausschließlicher 1,4-Selektivität und hohe Enantioselektivitäten aus. Zudem hat die Geometrie der C–C-Doppelbindung des Substrats einen nicht vernachlässigbaren Einfluss auf die Chemoselektivität der Reaktion. (Z)-Konfiguration führt zu Propargylsilanen, wohingegen (E)-Konfiguration hauptsächlich Allenysilane hervorbringt.
In den darauffolgenden zwei Kapiteln sind unsere noch andauernden Untersuchungen zur asymmetrischen konjugierten Addition dargestellt. α,β-ungesättigte Sulfone und Phophinoxide wurden als Substrate gewählt. Moderate Ausbeuten und Enantioselektivitäten wurden für die α,β-ungesättigten Sulfone erzielt, allerdings wurden einzig racemische Produkte α,β-ungesättigter Phophinoxide beobachtet. Die Optimierung der Reaktionsbedingungen dauert an.
