Neue Heterazoliumsalze aus Prolin und Pyroglutaminsäure und Anwendungen in Carben-katalysierten asymmetrischen nucleophilen Acylierungen

Balensiefer, Tim; Enders, Dieter

doi:1505

Neue Heterazoliumsalze aus Prolin und Pyroglutaminsäure und Anwendungen in Carben-katalysierten asymmetrischen nucleophilen Acylierungen = New heterazolium salts based on proline and pyroglutamic acid and applications in carbene catalysed asymmetric nucleophilic acylation reactions

Balensiefer, Tim (Author)

2006

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Tim Balensiefer

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2006

Umfang179 S.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2006

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Enders, Dieter (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2006-04-13

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-15056
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/60035/files/Balensiefer_Tim.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften (100000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Chemie (frei) ; asymmetrische Organokatalyse (frei) ; nucleophile Acylierung (frei) ; N-heterocyclische Carbene (frei) ; asymmetric organocatalysis (frei) ; nucleophilic acylation (frei) ; N-heterocyclic carbenes (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 540

Kurzfassung
Das Coenzym Thiamin (Vitamin B1), ein natürliches Thiazoliumsalz, ist an vielen enzymatischen Katalysen in vivo beteiligt. Ein nucleophiles Carben wird als katalytisch aktive Spezies dieser Reaktionen vermutet. Nach intensiven Forschungen bilden biomimetische Prozesse, die durch Carbene katalysiert werden, wie z. B. die Benzoin-Kondensation, die Stetter-Reaktion und andere nucleophile Acylierungen, nunmehr einen wichtigen Bestandteil des wachsenden Gebietes der asymmetrischen Organokatalyse. Die Entwicklung neuer Carben-Vorläufer stellt eine wichtige Aufgabe der Forschung auf diesem Gebiet dar, das sowohl mögliche neue Reaktionen als auch noch ungelöste synthetische Probleme umfasst, beispielsweise die asymmetrische intermolekulare Stetter-Reaktion. Katalyse mit bicyclischen Heterazoliumsalzen: Ein im Arbeitskreis von Prof. Dr. D. Enders für eine enantioselektive Benzoin-Kondensation entwickeltes chirales Triazoliumsalz wurde in anderen Carben-katalysierten Reaktionen als Katalysatorvorläufer eingesetzt (Acyloin-Kondensationen, intermolekulare Stetter-Reaktionen, Reaktionen der „konjugierten Umpolung”), jedoch zeigte das nucleophile Carben, das durch die Deprotonierung mit starken Basen in situ erzeugt wurde, keinerlei Aktivität in diesen Reaktionen. Bicyclische Imidazolinium- und Thiazoliniumsalze konnten aus Prolinderivaten aufgebaut werden, aber keiner der dargestellten Carben-Vorläufer zeigte katalytische Aktivität in organokatalytischen Reaktionen. Triazoliumsalze aus L-Pyroglutaminsäure in der Organokatalyse: In einem neuentwickelten Eintopf-Syntheseprotokoll konnten verschiedene silyl-geschützte Triazoliumsalze auf der Basis kostengünstiger L-Pyroglutaminole dargestellt werden. Die Präkatalysatoren fanden Anwendung in einer asymmetrischen gekreuzten intramolekularen Acyloin-Kondensation, aus der die Acyloine in sehr guten Ausbeuten und mit guten Enantioselektivitäten hervorgingen. Ein neuartiges N-Methyl-Triazoliumsalz erzielte als Carben-Vorläufer in einer Organokatalytischen asymmetrischen intermolekularen Stetter-Reaktion die bisher besten berichteten Ergebnisse.

The coenzyme thiamine (vitamin B1), a natural thiazolium salt, is involved in many enzymatic catalyses in vivo. It has been proposed that the catalytically active species of these reactions is a nucleophilic carbene. Consequently, enzyme mimetic asymmetric catalytic processes that are mediated by nucleophilic carbenes in vitro as, for instance, the benzoin condensation, the Stetter and other related nucleophilic acylation reactions have taken their place in the growing field of asymmetric organocatalysis. The synthesis of new carbene catalysts remains an important task aimed at the development of new reactions as well as unsolved synthetical problems, e. g. the asymmetric intermolecular Stetter reaction. Catalysis with bicyclic heterazolium salts: A chiral triazolium salt that had been developed in the group of Prof. Dr. D. Enders as precatalyst for an asymmetric benzoin condensation was employed in other carbene catalysed reactions (acyloin condensations, intermolecular Stetter reactions, reactions of the "conjugated umpolung"), but the nucleophilic carbene that resulted in situ from deprotonation with strong bases did not show any catalytic activity in any of these reactions. Bicyclic imidazolinium and thiazolinium salts could be obtained from proline derivatives, but none of these carbene precursors showed any catalytic activity in organocatalytic reactions. Triazolium salts derived from L-pyroglutamic acid in organocatalysis: In a one-pot synthesis protocol, several novel silyl-protected triazolium salts could be obtained from easily accessible L-pyroglutaminoles. The precatalysts were successfully utilised in the first asymmetric intramolecular crossed benzoin reaction generating acyloines in high yields and good enantioselectivities. A novel N-methyl triazolium salt gave the best results reported so far as the carbene precursor in an organocatalytic asymmetric intermolecular Stetter reaction.

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