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Synthese C1- und C2-symmetrischer Sulfoximinliganden für die asymmetrische Katalyse

Kaiser, Jan Philipp (2010):
Synthese C1- und C2-symmetrischer Sulfoximinliganden für die asymmetrische Katalyse.
TU Darmstadt, Fachbereich Chemie, [Online-Edition: urn:nbn:de:tuda-tuprints-21323],
[Ph.D. Thesis]

Abstract

Die asymmetrische Katalyse ist ein mächtiges Werkzeug zur Erzeugung stereoisomerenreiner Substanzen, die u.a. wichtig für pharmazeutische Anwendungen sind. Seit einigen Jahren finden Sulfoximine, die in der Vergangenheit insbesondere als Auxiliare in der Synthese polyfunktionalisierter heterocyclischer Verbindungen zum Einsatz gekommen sind, verstärkt in der asymmetrischen Übergangsmetallkatalyse als Liganden ihre Anwendung. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zur Erzeugung neuer Sulfoximinliganden zwei Schwerpunkte gesetzt: Zum einen wurde die Synthese C1-symmetrischer, heterobidentater N,P-Liganden verfolgt, zum anderen die Erzeugung C2-symmetrischer S,S-verbrückter Bis(sulfoximin)e. Im Falle der heterobidentaten N,P-Sulfoximinliganden sollte eine 1,5-Relation der Donoratome erzeugt werden. Ausgehend von enantiomerenrein verfügbaren cyclischen Sulfonimidaten wurden dazu zwei Wege beschritten: einerseits die S-Alkylierung bzw. S-Arylierung gefolgt von ortho-Phosphanylierung, andererseits die S-Vinylierung gefolgt von 1,4-Phospha-Michael-Addition. Die neuartigen Liganden wurden anschließend in der Palladium-katalysierten asymmetrischen allylischen Alkylierung eingesetzt. Unter den C2-symmetrischen Liganden wurde insbesondere die Synthese des ersten N-unsubstituierten, geminalen Bis(sulfoximin)s angestrebt. Hierzu wurden verschiedene bekannte Bis(sulfoximin)e unterschiedlichen Reaktionsbedingungen ausgesetzt. Elektronenreiche N-benzylische Substituenten wie z.B. modifizierte paraMethoxybenzyl-Reste versprachen durch ihre leichte Oxidierbarkeit einen alternativen Ansatz zur Abspaltung. Aus einer unnatürlichen Aminosäure wurde dazu mittels Diastereomeren-differenzierender Cyclisierung ein neuartiges Sulfonimidat hergestellt, aus dem dann in einer weiteren diastereoselektiven Transformation ein entsprechender Vorläufer für ein C2-symmetrisches freies Bis(sulfoximin) hervorging. Hiermit ergab sich nach Umsetzung mit Dichlordicyanochinon wie erhofft der Durchbruch.

Item Type: Ph.D. Thesis
Erschienen: 2010
Creators: Kaiser, Jan Philipp
Title: Synthese C1- und C2-symmetrischer Sulfoximinliganden für die asymmetrische Katalyse
Language: German
Abstract:

Die asymmetrische Katalyse ist ein mächtiges Werkzeug zur Erzeugung stereoisomerenreiner Substanzen, die u.a. wichtig für pharmazeutische Anwendungen sind. Seit einigen Jahren finden Sulfoximine, die in der Vergangenheit insbesondere als Auxiliare in der Synthese polyfunktionalisierter heterocyclischer Verbindungen zum Einsatz gekommen sind, verstärkt in der asymmetrischen Übergangsmetallkatalyse als Liganden ihre Anwendung. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zur Erzeugung neuer Sulfoximinliganden zwei Schwerpunkte gesetzt: Zum einen wurde die Synthese C1-symmetrischer, heterobidentater N,P-Liganden verfolgt, zum anderen die Erzeugung C2-symmetrischer S,S-verbrückter Bis(sulfoximin)e. Im Falle der heterobidentaten N,P-Sulfoximinliganden sollte eine 1,5-Relation der Donoratome erzeugt werden. Ausgehend von enantiomerenrein verfügbaren cyclischen Sulfonimidaten wurden dazu zwei Wege beschritten: einerseits die S-Alkylierung bzw. S-Arylierung gefolgt von ortho-Phosphanylierung, andererseits die S-Vinylierung gefolgt von 1,4-Phospha-Michael-Addition. Die neuartigen Liganden wurden anschließend in der Palladium-katalysierten asymmetrischen allylischen Alkylierung eingesetzt. Unter den C2-symmetrischen Liganden wurde insbesondere die Synthese des ersten N-unsubstituierten, geminalen Bis(sulfoximin)s angestrebt. Hierzu wurden verschiedene bekannte Bis(sulfoximin)e unterschiedlichen Reaktionsbedingungen ausgesetzt. Elektronenreiche N-benzylische Substituenten wie z.B. modifizierte paraMethoxybenzyl-Reste versprachen durch ihre leichte Oxidierbarkeit einen alternativen Ansatz zur Abspaltung. Aus einer unnatürlichen Aminosäure wurde dazu mittels Diastereomeren-differenzierender Cyclisierung ein neuartiges Sulfonimidat hergestellt, aus dem dann in einer weiteren diastereoselektiven Transformation ein entsprechender Vorläufer für ein C2-symmetrisches freies Bis(sulfoximin) hervorging. Hiermit ergab sich nach Umsetzung mit Dichlordicyanochinon wie erhofft der Durchbruch.

Uncontrolled Keywords: Sulfoximin, Sulfonimidat, N,P-Sulfoximin, heterobidentat, geminales Bis(sulfoximin), geminales Bis(SONH), Diastereomeren-differenzierende Cyclisierung, 1,4-Phospha-Michael-Addition, asymmetrische Katalyse, Homogene Katalyse, asymmetrische allylische Alkylierung, Palladium
Divisions: 07 Department of Chemistry > Organ Chemistry
07 Department of Chemistry
Date Deposited: 16 Jun 2010 12:34
Official URL: urn:nbn:de:tuda-tuprints-21323
License: Creative Commons: Attribution-Noncommercial-No Derivative Works 3.0
Referees: Reggelin, Prof. Dr. Michael and Schmidt, Prof. Dr. Boris
Refereed / Verteidigung / mdl. Prüfung: 15 February 2010
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
sulfoximine, sulfonimidate, N,P-sulfoximine, heterobidentate, geminal bis(sulfoximine), geminal Bis(SONH), diastereomer-differentiating cyclisation, 1,4-phospha-Michael addition, asymmetric catalysis, homogeneous catalysis, asymmetric allylic alkylation, palladiumEnglish
Alternative Abstract:
Alternative abstract Language
Asymmetric catalysis is a powerful tool for the construction of stereoisomeric pure compounds which are of relevance for pharmaceutical treatments. Recently, the application of sulfoximines which have been used mainly as auxiliaries for the construction of polyfunctionalised heterocycles is characterised by the shift to asymmetric transition metal catalysis. The work presented herein focused on two main topics: the synthesis of C1 symmetric heterobidentate N,P-sulfoximine ligands on the one hand, the synthesis of C2-symmetric S,S-bridged bis(sulfoximine) ligands on the other. In case of the N,P-ligands a 1,5-relation of the two donoratoms was envisaged. This was realised starting from enantiopure cyclic sulfonimidates either with S-alkylation/S-arylation followed by ortho-phosphinylation or with S-vinylation followed by 1,4-phosphorus addition. The new ligands were applied in palladium catalysed allylic alkylation reactions. Among the C2-symmetric bis(sulfoximine) ligands work was centred around the synthesis of the first geminal, N-unsubstituted derivative. Known N-substituted bis(sulfoximine)s were subjected to various reaction conditions. Furthermore, electronrich N-benzylic substituents like modified para-methoxybenzyl groups promised a new approach. Therefore an unnatural amino acid was converted diastereoselectively to a new cyclic sulfonimidate that served as intermediate for an adequate electronrich bis(sulfoximine) precursor. Submitting this to dichlorodicyanoquinone afforded the anticipated process.English
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