Katalytische asymmetrische Synthesen von Cyclohexencarbaldehyden, Indanen und 4H-Chromenen

Philipps, Arne R.; Albrecht, Markus; Enders, Dieter

doi:35623

Katalytische asymmetrische Synthesen von Cyclohexencarbaldehyden, Indanen und 4H-Chromenen = Catalytic asymmetric syntheses of cyclohexencarbaldehydes, indanes and 4H-chromenes

Philipps, Arne R.

2017

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von M. Sc. Arne Robert Philipps

ImpressumAachen 2017

Umfang1 Online-Ressource (II, 142 Seiten) : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, RWTH Aachen University, 2017

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Enders, Dieter (Thesis advisor)^RWTH* ; Albrecht, Markus (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2017-03-01

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2017-03158
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/687139/files/687139.pdf
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/687139/files/687139.pdf?subformat=pdfa

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Organokatalyse (frei) ; Asymmetrische Synthese (frei) ; Cyclohexencarbaldehyde (frei) ; Indane (frei) ; 4H-Chromene (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 540

Kurzfassung
Im Rahmen dieser Doktorarbeit wurden drei verschiedene Reaktions-Sequenzen entwickelt, die die katalytische asymmetrische Darstellung von Carbo- und Heterozyklen erlauben. Neben einer Methode zur organokatalytischen Synthese von Cyclohexencarbaldehyden mit drei benachbarten Stereozentren wurden zwei Methoden zur Kombination von Organo- und Metallkatalyse ausgearbeitet. Das erste Projekt befasste sich mit der asymmetrischen Synthese von Cyclohexencarbaldehyden durch Organokatalyse mit dem sekundären Amin Diphenylprolinol-TMS-ether. In dieser Reaktions-Sequenz, bestehend aus vinyloger Friedel-Crafts/Michael/Michael/Aldolkondensation, konnten erfolgreich verschiedene nukleophile Bisanilinalkene und Nitroalkene mit aromatischen und heteroaromatischen Resten eingesetzt werden. Die Produkte wurden in guten Ausbeuten und mit exzellenten Enantiomerenüberschüssen erhalten. Die Diastereomerenverhältnisse lagen zwischen 9:1 und 20:1. Im zweiten Projekt wurde eine Michael/Conia-En-Sequenz entwickelt, mit der Methylenindane und Methylindene ausgehend von 1,3-Dicarbonylverbindungen und 2-Alkinylnitrostyrolderivaten dargestellt wurden. Die Michael-Reaktion wurde durch den Einsatz eines Quadratsäureamids mit einem chiralen vom Chinin abgeleiteten Gerüst katalysiert, die Conia-En-Reaktion durch Indium(III)-triflat, welches gleichzeitig das Enolat und die Dreifachbindung aktivierte. Die entwickelte Methodik tolerierte 1,3-Diketone ebenso wie Malonate. Die elektrophile Komponente konnte ebenfalls variiert werden, hier ließen sich am 2-Alkinylnitrostyrol Chlor- und Fluoratome einführen, genauso wie eine Methoxy- oder Methylendioxyfunktion. Die erhaltenen Ausbeuten betrugen bis zu 99%, die Enantiomerenüberschüsse der Produkte erreichten bis zu 99% ee. Das letzte Projekt befasste sich mit der Entwicklung einer Friedel-Crafts/Hydroalkoxylierungs-Sequenz. In dieser Reaktion wurden erfolgreich verschiedene elektronenreiche Phenolderivate ebenso wie eine große Auswahl von Nitroalkeninen mit aromatischen, heteroaromatischen und alkylischen Resten eingesetzt. Die Ausbeuten der 4H-Chromene betrugen bis zu 92%, der maximal erreichte Enantiomerenüberschuss lag bei 92% ee. Der organokatalytische Schritt wurde ebenfalls durch ein vom Chinin abgeleitetes Quadratsäureamid katalysiert, für die anschließende Metallkatalyse kam Gold zum Einsatz, um das Substrat für die Zyklisierungsreaktion zum 4H-Chromen zu aktivieren.

In this thesis, three different reaction sequences were developed, enabling the catalytic asymmetric synthesis of carbo- and heterocycles. In addition to one method for the organocatalytic synthesis of cyclohexencarbaldehydes bearing three contiguous stereocenters, two methods concerning the combination of organo- and metal catalysis were investigated. In the first project, the asymmetric synthesis of cyclohexencarbaldehydes via organocatalysis with the secondary amine diphenyl prolinol-TMS-ether was realized. In this cascade reaction, consisting of a vinylogous Friedel-Crafts/Michael/Michael/Aldol condensation sequence, several nucleophilic bis(anilin)alkenes and nitro olefins with aromatic and heteroaromatic substituents could be used. The products were obtained in good yields with excellent enantiomeric excesses. The diastereomeric ratios ranged from 9:1 to 20:1. In the second project a Michael/Conia-ene sequence was developed, allowing the synthesis of methyleneindanes and methylindenes. As starting materials, 1,3-diketones or malonates and 2-ethinyl nitrostyrenes were used. The Michael addition was catalyzed by a squaramide bearing a chiral scaffold derived from quinine, while the Conia-ene reaction was catalyzed by Indium(III)-triflate. The products were obtained in yields of up to 99% and enantiomeric excesses of up to 99% ee. The last project consisted of a Friedel-Crafts/Hydroalkoxylation sequence for the synthesis of 4H-chromenes. In this sequence, different electron-rich phenols and nitro enynones with aromatic, heteroaromatic or alkylic substituents were used. The organocatalyst was a squaramide derived from quinine, while the hydroalkoxylation was catalyzed by gold. The 4H-chromenes were obtained in yields of up to 92%, with the best enantiomeric excess being 92% ee.

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