anti-Carbopalladierungen von C-C-Dreifachbindungen: Mechanistische Studien und Startpunkt für neuartige Dominoreaktionen

• Antragsteller: Professor Dr. Daniel B. Werz
• Fachliche Zuordnung: Organische Molekülchemie - Synthese, Charakterisierung
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264267138

In diesem Projekt sollen die Arbeiten zur Palladium-katalysierten anti-Funktionalisierung von C-C-Dreifachbindungen fortgeführt werden. Inden bisher untersuchten Katalysereaktionen ließen sichtetrasubstituierte Alkene aus internen Alkinen schnell und einfachaufbauen. Nach eingehenden experimentellen undcomputerchemischen mechanistischen Untersuchungen derungewöhnlichen anti-Carbopalladierung, die den Schlüsselschritt deruntersuchten Dominoreaktionen darstellt, musste die ursprünglicheAnnahme eines Pd-Allen-Komplexes verworfen werden. DFTRechnungenund entsprechende Experimente legten nahe, dass nachzunächst erfolgender syn-Carbopalladierung der C-CDreifachbindungeine Isomerisierung in der Koordinationssphäre desMetalls stattfindet. Dieser Prozess kann jedoch nur von einem 14-VEKomplexdurchlaufen werden kann, dessen Bildung durch sterischanspruchsvolle einzähnige Phosphin-Liganden begünstigt wird. Mitden gewonnenen mechanistischen Erkenntnissen konnte eine Reihevon Dominoprozessen basierend auf der anti-Carbopalladierungerfolgreich durchgeführt werden. So wurden Kaskaden, die überHeck- bzw. Stille-Reaktionen, C-H-Aktivierungen oder dennukleophilen Angriff von Hydroxygruppen terminiert werden,entworfen und realisiert. Die Relevanz dieser Reaktionen – auch fürdie Naturstoffchemie – wurde schließlich an einer formalenTotalsynthese von Lysergol verdeutlicht. Diese Untersuchungen zuranti-Carbopalladierung als Schlüsselschritt in komplexenDominosequenzen sollen auf Grundlage des vorgestelltenArbeitsplans fortgeführt werden. Dessen wesentliche Bestandteilesind dabei die (i) Terminierung der Sequenz durch sp3-hybridisierteKohlenstoff-Funktionalitäten, (ii) durch Sauerstoff-, Stickstoff- undSchwefel-Funktionalitäten sowie (iii) die Durchführung schon bereitserfolgreicher Sequenzen unter einer Atmosphäre vonKohlenstoffmonoxid. Im ersten Teilprojekt soll die Terminierung durchaliphatische Boronsäureester untersucht werden sowie die bereitserfolgreichen Arbeiten zur terminierenden C-H-Aktivierung an Arenenauf C-H-Bindungen des Cyclopropans erweitert werden. Das zweiteTeilprojekt widmet sich der Terminierung durch Heteroatome. Dabeisoll einerseits evaluiert werden, ob auch Ketone über ihre Enol-Formdie Kaskade beenden können bzw. sich auch Carboxylate dazueignen. Ein Angriff von aminischen bzw. amidischen Funktionalitätenauf das anti-Carbopalladierungsintermediat sollte einen einfachenZugang zu stickstoffhaltigen Heterocyclen mit Enamin-Einheitgewährleisten, wohingegen der Einsatz von Sulfinaten zuDoppelbindungen mit Sulfon-Substituenten führen sollte. Im drittenTeilprojekt steht die Frage im Mittelpunkt, ob bei der Anwesenheit vonKohlenstoffmonoxid die Sequenzen um eine Carbonylierung erweitertwerden können. Die geplanten Untersuchungen sollen auchmechanistische Experimente umfassen wie die Kristallisation bzw.das Abfangen von Intermediaten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen