TY  - THES
A1  - Zell, Thomas
T1  - NHC-stabilisierte Nickel-Komplexe in der stöchiometrischen und katalytischen Element-Element-Bindungsaktivierung
T1  - NHC-stabilized Nickel Complexes in Stoichiometric and Catalytic Element-Element Bond-Activations
N2  - Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Untersuchungen von Element-Element- Bindungsaktivierungsreaktionen des dinuklearen Nickel(0)-NHC-Komplex [Ni2(iPr2Im)4(COD)] A mit verschiedenen reaktionsträgen Substraten, die ihrerseits wichtige Ausgangsstoffe für katalytische Anwendungen sind. Die Arbeit gliedert sich dabei in vier verschiedene Teile.
N2  - The present work is concerned with investigations of element-element bond activation reactions of the dinuclear NHC-ligated nickel(0)-complex [Ni2(iPr2Im)4(COD)] A with inert substrates, which are themselves important compounds for catalytic transformations. This work is divided into four parts.
KW  - Heterocyclische Carbene <-N>
KW  - Nickelkomplexe
KW  - Chemische Bindung
KW  - Aktivierung <Chemie>
KW  - NHC
KW  - Nickel
KW  - Bindungsaktivierung
KW  - Organometallchemie
KW  - Katalyse
KW  - NHC
KW  - Nickel
KW  - Bond Activation
KW  - Organometallic Chemistry
KW  - Catalysis
Y1  - 2011
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-57484
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schmidt, David
T1  - N-Heterocyclische Carbene und NHC stabilisierte Nickelkomplexe in der Aktivierung von Element-Element- und Element-Wasserstoff-Bindungen
T1  - N-Heterocyclic carbenes and NHC-stabilized nickel complexes in the activation of element-element- and element-hydrogen-bonds
N2  - Die vorliegende Arbeit befasst sich sowohl mit der stöchiometrischen als auch mit der katalytischen Aktivierung von Element-Element-Bindungen an NHC-stabilisierten Nickel(0) Komplexen.
N2  - The present work is concerned with investigations of stoichiometric and catalytic element-element bond activation with NHC-stabilized nickel(0) complexes
KW  - Nickelkomplexe
KW  - Catalysis
KW  - Element-Element-Activation
KW  - Bond Activation
KW  - P-H-Activation
KW  - C-C- Activation
KW  - Si-H- Activation
KW  - Main Group-Element-Chemistry
KW  - Ring Expansion
KW  - Dehydrogenative Coupling
KW  - Dehydrogenative Kupplung
KW  - Ringerweiterung
KW  - Hauptgruppen-Element-Chemie
KW  - Si-H-Aktivierung
KW  - C-C-Aktivierung
KW  - P-H-Aktivierung
KW  - Bindungsaktivierung
KW  - Element-Element-Aktivierung
KW  - Katalyse
KW  - Nickel
KW  - Heterocyclische Carbene <-N>
KW  - Chemische Bindung
KW  - NHC
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-90141
ER  - 
TY  - THES
A1  - Roschmann, Konrad J.
T1  - Mn(salen)- und Fe(porph)-katalysierte enantioselektive Epoxidierungen
T1  - Mn(salen)- and Fe(porph)-catalyzed enantioselective epoxidations
N2  - Ziel der vorliegenden Arbeit war es zum einen, das Potential von chiralen Eisenporphyrin- und Mangansalen-Katalysatoren zur kinetischen Racematspaltung sekundärer Allylalkohole durch asymmetrische Epoxidierung auszuloten. Zum anderen sollten Untersuchungen zum Mechanismus der Jacobsen-Katsuki-Epoxidierung durchgeführt werden; ein besonderes Augenmerk lag dabei auf der Fragestellung, welche Faktoren dazu führen, dass bei der Umsetzung von cis-Olefinen ein Gemisch aus cis- und trans-Epoxiden erhalten wird. Eine Auswahl arylsubstituierter Allylalkohole IIa-f wurde mit den Katalysatoren Ia und Ib,c und 0.8 bzw. 0.6 Äquivalenten an Iodosobenzol als Sauerstoffdonor umgesetzt (Gl. I), wobei es zu einer kinetischen Racematspaltung kommt. Die Oxidation verläuft für beide Katalysatorsysteme sowohl chemoselektiv (vorwiegend Epoxidierung) als auch diastereoselektiv (dr bis zu > 95:5). Als Hauptprodukte werden für die offenkettigen Allylalkohole IIa,e,f die threo-konfigurierten Epoxyalkohole III erhalten, während die cyclischen Allylakohole IIb-d die entsprechenden cis-Epoxyalkohole III lieferen. 1,1-Dimethyl-1,2-dihydro-2-naphthol (IIc) ist hierbei eine Ausnahme, da die CH-Oxidation dieses Substrats eine beachtliche Nebenreaktion darstellt. Der Hauptunterschied zwischen den Fe- und Mn-Katalysatoren liegt in der Enantioselektivität: Während mit dem Fe(porph*)-Komplex Ia nur Selektivitäten von maximal 43 Prozent ee (krel = 2.7) erzielt werden, erwiesen sich die Mn(salen*)-Komplexe Ib,c als geeignete Katalysatoren, mit denen ee-Werte von bis zu 80 Prozent (krel = 12.9) erreicht werden. Die in der kinetischen Racematspaltung erzielten Selektivitäten können durch ein synergistisches Zusammenwirken von hydroxy-dirigierendem Effekt einerseits und sterischen Wechselwirkungen zwischen Substrat und Eisen-Komplex oder, im Falle des Mangan-Komplexes, Angriff des Olefins entlang der so genannten Katsuki-Trajektorie andererseits erklärt werden. Fazit: Die chiralen Mn(salen*)-Komplexe Ib,c sind wirkungsvolle Katalysatoren für die asymmetrische Epoxidierung racemischer sekundärer Allylalkohole II. In exzellenten Chemo- und Diastereoselektivitäten entstehen die entsprechenden Epoxyalkohole III mit ee-Werten bis zu 80 Prozent. Die zurückbleibenden Allylalkohole werden dabei bis zu 53 Prozent ee angereichert. Im Vergleich dazu weist der Eisenkomplex Ia eine ungleich geringere Enantioselektivität auf. Mechanistische Untersuchungen mit Vinylcyclopropan Va ergeben, dass die Jacobsen-Katsuki-Epoxidierung nicht über ein kationisches, sondern über ein radikalisches Intermediat abläuft. Dies wird anhand von Produktstudien durch reversed phase-HPLC-Analytik belegt. In weitergehenden Untersuchungen mit cis-Stilben (Vb) und cis-&#61538;-Methylstyrol (Vc) als Sonden zur cis/trans-Isomerisierung wurde festgestellt, dass die Diastereoselektivität der Epoxidierung nicht nur vom Gegenion des Mangankatalysators Ib, sondern auch von der eingesetzten Sauerstoffquelle [OxD] abhängt. Daher musste der Katalysezyklus (Schema A) um eine diastereoselektivitäts-bestimmende Gabelung erweitert werden: Das primär entstehende MnIII(OxD)-Addukt kann entweder unter Abspaltung der Fluchtgruppe zum etablierten MnV(oxo)-Komplex reagieren (Weg 1) oder direkt das Olefin epoxidieren (Weg 2). Während die Sauerstoffübertragung durch die Oxo-Spezies stufenweise über ein Radikalintermediat verläuft und damit zu einer Mischung aus cis- und trans-Epoxid führt, erfolgt der Lewisäure-aktivierte Sauerstofftransfer konzertiert. Der Gegenion-Effekt auf die cis/trans-Isomerisierung erklärt sich dahingehend, dass die Natur des Anions (koordinierend oder nicht-koordinierend) die Lebensdauer des Radikalintermediats und/oder die Lage und Selektivität der Energiehyperflächen der verschiedenen Spinzustände des MnV(oxo)-Oxidans beeinflusst. Fazit: In der Jacobsen-Katsuki-Epoxidierung existiert neben dem etablierten MnV(oxo)-Oxidans zumindest noch ein weiteres; dabei handelt es sich um das MnIII(OxD)-Addukt, dessen Sauerstoff Lewissäure-aktiviert übertragen wird. Ein unterschiedlicher Anteil der beiden Reaktionskanäle erklärt die Unterschiede im Ausmaß der cis/trans-Isomerisierung. Auch das Gegenion des Mangan-Komplexes Ib beeinflusst die cis/trans-Diastereoselektivität. Mit koordinierenden Gegenionen dominiert Isomerisierung zum trans-Epoxid, während nicht-koordinierende Gegenionen bevorzugt zum cis-Epoxid führen.
N2  - The aim of the present work was to explore the potential of chiral iron(porphyrin) and manganese(salen) complexes for the kinetic resolution of secondary allylic alcohols by asymmetric epoxidation. Furthermore, the mechanism of the Jacobsen-Katsuki epoxidation was investigated by elucidating the factors that determine the cis/trans diastereoselectivity in the epoxidation of cis olefins. A set of aryl-substituted racemic allylic alcohols IIa-f has been oxidized by the catalysts Ia and Ib,c with 0.8 or 0.6 equiv. of iodosyl benzene as oxygen source (eq. I) to effect kinetic resolution. For both catalysts, the oxidation is chemoselective (predominantly epoxidation) as well as diastereoselective (dr up to > 95:5), to afford the threo- or cis-configured epoxy alcohols III as main products. In this kinetic resolution, one enantiomer of the allylic alcohol II is preferentially epoxidized to give the corresponding epoxy alcohol III in ee values up to 80 per cent, the other enantiomer remains unreacted and is enriched (up to 53 per cent ee). Quite exceptional is 1,1-dimethyl-1,2-dihydro-2-naphthol (IIc), for which the CH oxidation dominates. The main difference between the iron and the manganese catalysts concerns their enantioselectivity: Whereas the Fe(porph*) complex Ia exhibits only moderate ee values of up to 43 per cent (krel up to 2.7), the Mn(salen*) complexes Ib,c provide enantioselectivities of up to 80 per cent ee (krel up to 12.9), which makes them useful catalysts for the kinetic resolution of the allylic alcohols II. The appreciable selectivities displayed for the manganese complexes Ib,c in these asymmetric epoxidations may be rationalized in terms of the synergistic interplay between the hydroxy-directing effect and the interactions of the catalyst and the substrate in the attack of the olefin along the Katsuki trajectory. Conclusion: The chiral Mn(salen*) complexes Ib,c are highly effective catalysts for the asymmetric epoxidation of the racemic allylic alcohols II. The respective epoxy alcohols III are formed in excellent chemo- and diastereoselectivitites with ee values up to 80 per cent, while the unreacted allylic alcohols are enriched up to 53 per cent ee. In comparison, the enantioselectivity for the iron catalyst Ia is much lower. The manganese-catalyzed oxidation of vinylcyclopropane Va reveals that radical intermediates are formed in the Jacobsen-Katsuki epoxidation rather than cationic ones, as has been confirmed through product studies by reversed-phase HPLC analysis. With cis-stilbene (Vb) and cis-&#61538;-methyl styrene (Vc) as mechanistic probes, it has been shown that the cis/trans diastereoselectivity of the Mn(salen)-catalyzed epoxidation depends not only on the counterion of the catalyst Ib, but also on the oxygen donor [OxD]. A diastereoselectivity-controlling bifurcation step needs to be added to the catalytic cycle (Scheme A), in which the initial MnIII(OxD) adduct may either split off its leaving group to form the established MnV(oxo) species (path 1) or epoxidize the olefin directly (path 2). The oxygen transfer by the oxo complex occurs stepwise through a radical intermediate and results in a mixture of the cis and trans epoxides; in contrast, the Lewis-acid-activated epoxidation is concerted. The effect of the counterion on the cis/trans diastereoselectivity may be explained in terms of whether the anion ligates to the metal. This affects the lifetime of the radical intermediate and/or the reaction profiles of the singlet, triplet and quintet spin states of the MnV(oxo) species, which in turn control the stereoselectivity. Conclusion: In addition to the established MnV(oxo) oxidant, at least one other oxidant has to be involved in the Jacobsen-Katsuki epoxidation; this species is proposed to be the MnIII(OxD) adduct that transfers its oxygen atom in a Lewis-acid activation. Varying proportions of the two oxygen-transfer pathways account for the cis/trans diastereoselectivities observed with the various oxygen donors. The cis/trans ratio also depends on the counterion of the manganese catalyst Ib: Whereas ligating counterions result in extensive cis/trans isomerization, with non-ligating counterions the formation of cis epoxides is strongly favored.
KW  - Mangan
KW  - Eisen
KW  - Epoxidation
KW  - Enantioselektivität
KW  - Katalyse
KW  - Allylalkohol
KW  - Organische Chemie
KW  - Katalyse
KW  - Epoxidierung
KW  - Mangan
KW  - Eisen
KW  - Allylalkohole
KW  - organic chemistry
KW  - catalysis
KW  - epoxidation
KW  - manganese
KW  - iron
KW  - allylic alcohols
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-1182584
ER  - 
TY  - THES
A1  - Pfaffinger, Bernd
T1  - Darstellung und Reaktivität von ungesättigten Borverbindungen - Borirene, 1,4-Azaborinine und Bor-haltige Komplexe des Rhodiums
T1  - Synthesis and Reactivity of unsaturated Boron Compounds - Borirenes, 1,4-Azaborinines and Boron Containing Complexes of Rhodium
N2  - Es wurden verschiedene Borirene synthetisiert und auf ihre Reaktivität gegenüber Lewis-Basen und Übergangsmetallkomplexen untersucht. Hierbei wurden verschiedene Boriren-Basen-Addukte dargestellt. Zudem konnte der erste Platin-BC-sigma-Komplex dargestellt werden. Des Weiteren wurde die Metall-vermittelte Darstellung von 1,4-Azaborininen vorgestellt und der Mechanismus der Reaktion aufgeklärt. Im letzten Teil der Arbeit wurden Bor-haltige Komplexe des Rhodiums synthetisiert und ihre Reaktivität untersucht.
N2  - Several borirenes were sythesized and their reactivity towards Lewis-bases and transitionmetal complexes was investigated. In this connection various borirene-base-adducts and the first platinum-BC-sigma-complex were syntesized. Also the metal-mediated syntesis of 1,4-azaborinines was presented and the mechanisme of the reaction was elucidated. In the final part boron containing complexes of rhodium were sythesized and their reacivity was investigated.
KW  - Borirene
KW  - Vinyliden
KW  - Rhodiumkomplexe
KW  - Bor
KW  - Azaborinin
KW  - Rhodium
KW  - Katalyse
KW  - Borirene
KW  - Vinylidene
KW  - Rhodium
KW  - Catalysis
KW  - Azaborinine
Y1  - 2013
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-77704
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TY  - THES
A1  - Kuntze-Fechner, Maximilian Wolfgang
T1  - Reaktivität NHC-stabilisierter Nickel(0)-Komplexe in der C–F-Bindungsaktivierung von Polyfluoraromaten
T1  - Reactivity of NHC-stabilized nickel(0) complexes in the C–F bond activation of polyfluoroarenes
N2  - Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der C–F Bindungsaktivierung von teil  und perfluorierten Aromaten an NHC stabilisierten Nickel(0) Komplexen, sowohl in stöchiometrischen als auch in katalytischen Reaktionen. Der Fokus dieser Arbeit lag auf der Aufklärung der Mechanismen der C–F Bindungsaktivierungsschritte von teil  und perfluorierten Aromaten an ein  und zweifach NHC stabilisierten Nickel(0) Komplexen, auf dem Einsatz dieser Komplexe in katalytischen Kreuzkupplungs- und Borylierungsreaktionen sowie in der Aufklärung der Mechanismen solcher katalytischen Prozesse. 
Die im Rahmen dieser Arbeit erzielten Ergebnisse belegen wesentliche Unterschiede im Reaktionsverhalten von Nickel Komplexen in der C–F Bindungsaktivierung: Die Reaktionsmechanismen der mit zwei sterisch unterschiedlich anspruchsvollen NHC Liganden stabilisierten Nickel(0) Komplexe [Ni(iPr2Im)2] (1a) und [Ni(Mes2Im)2] (5) weisen deutliche Unterschiede auf. So erfolgt die Insertion von [Ni(iPr2Im)2] (1a), dem Komplex mit dem weniger anspruchsvolleren Carbenliganden iPr2Im, in die C–F-Bindung von C6F6 nach einem konzertierten und/oder NHC assistierten Reaktionsmechanismus, wohingegen der Nickel(0) Komplex 5 nach einem radikalischen und/oder NHC assistierten Reaktionsmechanismus insertiert. Die Experimente am einfach NHC stabilisierten Nickel(0) Komplex [Ni(Dipp2Im)(η6 C7H8)] 6 belegen, dass die C–F Bindungsaktivierung zunächst zu reaktiven mononuklearen Komplexen [Ni(Dipp2Im)(F)(ArF)] führt, die jedoch allmählich zu dinuklearen, Fluorido verbrückten Nickel(II) Komplexen dimerisieren, die katalytisch nicht aktiv sind. Erst die Aufspaltung dieser Dimere in mononukleare Komplexe mit terminalen Fluoridoliganden führt zur katalytischen Aktivität. Dabei hat sich gezeigt, dass 5 und 6 vergleichbar gute Katalysatoren in der Nickel vermittelten C–F Borylierung sind und der kritische Schritt der Katalyse die Bereitstellung eines katalytisch aktiven, dreifach koordinierten Nickel Komplexes der Form [Ni(NHC)(F)(ArF)] ist.
N2  - The present work concerns the stoichiometric and catalytic C–F bond activation of partially and perfluorinated arenes with NHC nickel(0) complexes. A particular emphasis was placed on mechanistic investigations concerning the C–F bond activation step of these processes. Furthermore, the application of these complexes in catalytic cross-coupling and borylation reactions, was investigated, including mechanistic studies.
The results obtained in this thesis demonstrate significant differences in the reaction behavior of nickel complexes in C–F bond activation: The reaction mechanism of the nickel(0) complexes [Ni(iPr2Im)2] (1a) and [Ni(Mes2Im)2] (5) stabilized by two NHC ligands with varying steric demands show clear differences. [Ni(iPr2Im)2] (1a), the complex with the less demanding carbene ligand, iPr2Im, inserts into the C–F bond of C6F6 by a concerted and/or NHC assisted reaction mechanism, whereas the nickel(0) complex 5 inserts according to a radical and/or NHC assisted reaction mechanism. The studies on the single NHC stabilized nickel(0) complex Ni(Dipp2Im)(η6 C7H8)] (6) show that C–F bond activation initially leads to reactive, mononuclear complexes of the type [Ni(Dipp2Im)(F)(ArF)], which dimerize to dinuclear, fluorido bridged nickel(II) complexes that are not catalytically active. Only cleavage of these dimers into mononuclear complexes with terminal fluorido ligands leads to catalytic activity. It was shown that 5 and 6 are comparatively good catalysts in the nickel mediated C–F bond borylation and the critical step in the catalysis is the provision of a catalytically active, three coordinated nickel complex of the type [Ni(NHC)(F)(ArF)].
KW  - Borylierung
KW  - Aktivierung <Chemie>
KW  - Katalyse
KW  - NHC
KW  - C-F-Bindungsaktivierung
KW  - C-F Borylierung
KW  - Nickel-Komplexe
KW  - C-F bond activation
KW  - nickel
KW  - C-F borylation
Y1  - 2022
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-211597
ER  - 
TY  - THES
A1  - Klüpfel, Bernd
T1  - P-chirale funktionelle Phosphane durch Hydrophosphinierung mit kationischen Phosphan-Eisenkomplexen
T1  - P-chiral functional phosphines by hydrophosphination with cationic iron-phosphine complexes
N2  - Chirale Phosphane besitzen als Liganden in Übergangsmetallkomplexen für die enantioselektive Synthese und Katalyse gesteigertes Interesse. Der Nobelpreis für Knowles im Jahre 2001 für die enantioselektive Synthese von L-Dopa, katalysiert durch einen optisch reinen DIPAMP-Rhodiumkomplex, zeigt die Bedeutung von chiralen Phosphanen als Katalysatorbausteine die stereochemische Information übertragen. Bei der Synthese von chiralen Phosphanen werden gewöhnlich teuere Verfahren angewandt, wie Einsatz chiraler Hilfsguppen oder die Trennung racemischer Gemische durch Enatiomerentrennung. Ein weiterer Zugang zur Knüpfung von P-C-Bindungen besteht in der Hydrophosphinierungsreaktion; eine Addition der P-H-Funktion an Alkene. In diesem Zusammenhang wurde gezeigt, dass z. B. die Reaktion von PH3 mit Acrylsäuremethylester in Gegenwart von AIBN keine Chemoselektivität aufweist, was zu einem Gemisch der primären, sekundären und tertiären Phosphane P(H)2-n[(CH2)2CO2Et]n+1 (n = 0, 1, 2), sowie zur Bildung des in der Seitenkette alkylierten Phosphans P[(CH2)2CO2Et]2{CH2C(H)(CO2Et)[(CH2)2CO2 Et]} führt. Eine Möglichkeit die Chemoselektivität des Hydrophosphinierungsprozesses zu erhöhen, ist die Aktivierung der P-H-Funktion durch Übergangsmetallfragmente, jedoch existiert zu diesem Thema ein nur begrenzter Kenntnisstand. In dieser Arbeit wurden P-chirale sekundäre Phosphane durch Insertion von organischen Mehrfachbindungssystemen wie substituierten Alkenen und Heterocumulenen in die P-H-Bindung der primär-Phosphan-Komplexe {C5R5(OC)2Fe[P(R’)H2]}BF4 (R = H, Me; R’ = Alkyl, Aryl) dargestellt. Im Falle von Acetylendicarbonsäuredimethylester beobachtet man eine doppelte Hydrophosphinierung, was zum diastereospezifischen Aufbau von der Zweikernkomplexe C5R5(OC)2Fe{P(H)(R’)[C(H)(CO2Me)]}}2(BF4)2 (R = H, Me; R’ = t-Bu, 2-py) mit vier stereogenen Zentren führt. Die Verwendung von p-Benzochinon bietet die Möglichkeit 2,5-Bis(hydroxy)arylphosphanliganden aufzubauen, die für weitere Transformationen geeignet sind. 1-Hydroxyalkylphosphankomplexe werden bei der Hydrophosphinerung von Aldehyden und Ketonen erhalten, ebenso wie 2-Hydroxycyclohexylphosphankomplexe durch Reaktion der primär-Phosphan-Eisenkomplexe mit Cyclohexenoxid. Umwandlung in hochfunktionalisierte tertiär-Phosphankomplexe wird durch einen weiteren Hydrophosphinierungsschritt der Alkene H2C=CHX (X = CN, 2-py), Diazoessigsäureethylester, p-Benzochinon oder Ethylisocyanat erreicht. In speziellen Fällen wird die Bildung von Azaphospholanliganden beobachtet. Freisetzung der Phosphane vom Metall wird durch photoinduzierten Ligandentausch ermöglicht. Weiterhin eigen sich die chiralen, chelatphosphansubstituierten primär-Phosphankomplexe {C5H5(diphos)Fe[P(R)H2]} BF4 (diphos = DIOP, CHIRAPHOS) eine Stereokontrolle auf den Prozess der Hydrophosphinierung einfach substituierter Alkene zu Übertragen. In diesem Zusammenhang wurde auch eine erfolgreiche katalytische Hydrophosphinierung durchgeführt, wobei [C5H5(DIOP)Fe(NCMe)]BF4 als Katalysator fungierte.
N2  - Chiral phosphines attract increasing interest as ligands in transition metal complexes used in enantioselective synthesis and catalysis. The Nobel prize award for Knowles in 2001 for the enantioselective synthesis of L-Dopa catalyzed by an optically pure DIPAMP-Rhodium complex indicates the importance of chiral phosphines as catalyst building blocks introducing stereochemical information. The syntheses of chiral phosphines usually involve expensive procedures, including the use of chiral auxiliaries or the separation of racemic mixtures by resolving methods. Another approach to the formation of P-C-bonds is given by the hydrophosphination process, the addition of the P-H-function to alkenes. In this context, it has been shown, for example, the reaction of PH3 with ethylacrylate in the presence of AIBN exhibits no chemoselectivity, resulting in a mixture of the primary, secondary and tertiary phosphines P(H)2-n[(CH2)2CO2Et]n+1 (n = 0, 1, 2), as well as the side chain alkylated phosphine P[(CH2)2CO2Et]2{CH2C(H)(CO2Et)[(CH2)2CO2Et]}. One possibility to increase the chemoselectivity of the hydrophosphination process is the activation of the P-H-bond by transition metal fragments, but only limited information is available concerning this topic. In this work, the synthesis of P-chiral secondary phosphines, characterized by phosphorus and side chain chirality has been realized via insertion of various organic multiple bond systems like substituted alkenes or heterocummulenes into the P-H-bond of the primary phosphine complexes {C5R5(OC)2Fe[P(R’)H2]}BF4 (R = H, Me; R’ = alkyl, aryl). In the case of acetylenedicarboxylic acid dimethylester a double hydrophosphination is observed, leading diastereospecifically to the dinuclear complexes {C5R5(OC)2Fe{P(H)(R’) [C(H)(CO2Me)]}}2(BF4)2 (R = H, Me; R’ = t-Bu, 2-py), bearing four stereogenic centres. The use of p-benzoquinone gives access to secondary 2,5-bis(hydroxy)aryl phosphine ligands, suitable for further derivatizations. a-Hydroxyalkyl phosphine iron complexes can be obtained by hydrophosphination of aldehydes and ketones, as well as b-hydroxycyclohexylphosphine complexes by reaction of the primary phosphine iron complexes with cyclohexenoxide. Transformation into highly functionalized tertiary phosphine complexes is performed by a further hydrophosphination step using the alkenes H2C=CHX (X = CN, 2-py), diazoacetic ethylester, p-benzoquinone or ethylisocyanate, respectively. In special cases formation of functionalized azaphospholane ligands is observed. Release of the phosphines from the metal is achieved by photo induced ligand exchange. In addition, primary phosphine iron complexes {C5H5(diphos)Fe[P(R)H2]}BF4 (diphos = DIOP, CHIRAPHOS) bearing chiral bis(phosphine) ligands have been used to provide the stereocontrol of the hydrophosphination process of simple substituted alkenes. In this context, a succesful catalytic hydrohosphination has been carried out, using the [C5H5(DIOP)Fe(NCMe)]BF4-complex as catalyst.
KW  - Phosphane
KW  - Metallierte Verbindungen
KW  - Stereoselektivität
KW  - Katalyse
KW  - Metallassistierte Hydrophosphinierung
KW  - Chirale sekundäre und tertiäre Phosphane
KW  - Stereoselektivität
KW  - Katalyse
KW  - Metal-assisted Hydrophosphination
KW  - Chiral secondary and teriary phosphines
KW  - Stereoselectivity
KW  - Catalysis
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-3149
ER  - 
TY  - THES
A1  - Degen, Hans-Georg
T1  - Asymmetrische Weitz-Scheffer-Epoxidierung mit optisch aktiven Hydroperoxiden oder Phasentransferkatalysatoren
T1  - Asymmetric Weitz-Scheffer Epoxidation with Optically Active Hydroperoxides or Phase-Transfer Catalysts
N2  - In der vorliegenden Dissertation werden optisch aktive Hydroperoxide I als enantioselektive Oxidationsmittel in der Weitz-Scheffer-Epoxidierung von Enonen II eingesetzt. Dabei sollten zunächst die besten Reaktionsbedingungen für eine effektive asymmetrische Induktion gefunden werden, um anhand dieser den Mechanismus des enantioselektiven Sauerstofftransfers aufzuklären. In einer weiteren Studie werden Chinconin- und Chinconidin-abgeleitete optisch aktive Phasentransferkatalysatoren (PTK) IV zur asymmetrischen Epoxidierung von Enonen II mit racemischen Hydroperoxiden I genutzt, wobei vordergründig die kinetische Racematspaltung der verwendeten Hydroperoxide I untersucht werden sollte. Darauf aufbauend wurde eine höchst effektive Methode zur enantioselektiven Epoxidierung von Isoflavonen V mit kommerziell erhältlichen, achiralen Hydroperoxiden entwickelt. 1. Die Optimierung der Reaktionsbedingungen an Chalkon IIa zeigt, dass die höchste Enantioseitendifferenzierung mit (S)-(-)-1-Phenylethylhydroperoxid (Ia) und KOH in Schema A: Asymmetrische Weitz-Scheffer-Epoxidierung mit optisch aktiven Hydroperoxiden I und den Basen KOH oder DBU als Katalysatoren Acetonitril bei –40 °C möglich ist. Dabei bildet sich das (alphaS,betaR)-Epoxid IIIa in 51 Prozent ee. Im Gegensatz dazu wird in Toluol bei 20 °C mit der Base DBU das entgegengesetzt konfigurierte (alphaR,betaS)-Epoxid IIIa in einem Enantiomerenüberschuss von 40 Prozent gebildet. Die Art der Base beeinflusst demnach grundlegend den stereochemischen Verlauf der Reaktion. Um diesen Effekt mechanistisch zu ergründen wird der elektronische Charakter der Arylreste im Enon II systematisch variiert, was allerdings nur zu einer geringen Veränderung der Enantioselektivität führt. Einen größeren Einfluss auf das Ausmaß der Enantioseitendifferenzierung in dieser asymmetrischen Weitz-Scheffer-Epoxidierung hat, sowohl bei der Reaktionsführung mit DBU in Toluol als auch mit KOH in CH3CN, der sterische Anspruch des beta-Substituenten im Enon II. Aufgrund der maßgeblichen Signifikanz der Größe des beta-Substituenten wird eine Templatstruktur T+ (Abbildung A) vorgeschlagen, in der eine sterische Wechselwirkung zwischen dem beta-Substituenten des Enons II und dem Hydroperoxyanion I- den Abbildung A: Bevorzugte Anordnungen in der Templatstruktur für die KON-vermittelte und die DBU-vermittelte Epoxidierung stereochemischen Verlauf der Epoxidierung bestimmt. Das Aggregat aus Substrat, Hydroperoxid und Gegenion wird in Form eines Templats T+ durch das K+-Ion oder das protonierte Amin DBU-H+ zusammengehalten. Dadurch wird den entgegengesetzten Enantioselektivitäten Rechnung getragen, die für diese beiden Basen beobachtet werden. Aus Abbildung A wird ersichtlich, dass die unterschiedliche Größe der K+- oder DBU-H+-Kationen und des beta-Substituenten im Templat wichtig für eine effektive Diskriminierung der beiden möglichen Angriffe T+-(Si) und T+-(Re) ist. Für das relativ kleine Kaliumion dominiert die Wechselwirkung zwischen dem beta-Substituenten und dem Hydroperoxid I. Diese wird im T+-(Si)-Angriff minimiert, indem das Wasserstoffatom am stereogenen Zentrum des Hydroperoxids I auf der Seite des Enons II steht. In der Epoxidierung mit der sterisch anspruchsvolleren Base DBU tritt die Wechselwirkung zwischen DBU-H+ und dem Hydroperoxid im Templat in den Vordergrund, was den Angriff auf der Re-Seite bedingt. Demnach werden mit KOH die besten Enantioselektivitäten für große beta-Substituenten beobachtet, wohingegen für die Amin-vermittelte Epoxidierung eine große Base, wie DBU, vorteilhaft ist. Sowohl für KOH als auch für DBU als Basenkatalysatoren wird die Validität der Templatstruktur durch weitere Variation der Reaktionsbedingungen geprüft. Wenn K+ durch den Kronenether 18-Krone-6 komplexiert wird oder anstelle von DBU-H+ eine nicht-koordinierende Schwesinger Base verwendet wird, das Templat also nicht durch Koordination gebildet werden kann, werden deutlich niedrigere Enantioselektivitäten in der Epoxidierung beobachtet. Die Notwendigkeit der S-cis-Konformation des Enons II für die Bildung des Templats, wird durch Untersuchungen mit konformationell fixierten Enonen untermauert. So wird die Enantioselektivität bei der Epoxidierung eines S-cis-fixierten Enons (IIb) auf bis zu 90 Prozent ee erhöht, während sie bei einer S-trans-Fixierung des Enons deutlich auf < 5 Prozent ee abfiel. Fazit: Mit den optisch aktiven Hydroperoxiden I wird in der Weitz-Scheffer-Epoxidierung durch die Wahl geeigneter Basen, KOH oder DBU, sowohl das (alphaS,betaR)-Epoxid III (bis zu 90 Prozent ee) als auch das (alphaR,betaS)-Epoxid (bis zu 72 Prozent ee) erhalten. Welches Enantiomer überwiegt kann dabei allein durch die Wahl der Base gesteuert werden. Die Enantioseitendifferenzierung wird durch sterische Wechselwirkungen in einem Templat aus Enon II, Hydroperoxid I und den Kationen K+ oder DBU-H+ bestimmt. Die kinetische Racematspaltung chiraler Hydroperoxide I durch Weitz-Scheffer-Epoxidierung mit optisch aktiven Chinconin-basierten Phasentransferkatalysatoren (PTK) IV wird untersucht, bei der als willkommenes „Nebenprodukt" optisch aktive Isoflavonepoxide VI (Schema B) mit bis zu 92 Prozent ee entstehen. Die Racematspaltung ist Schema B: Kinetische Racematspaltung des chiralen Hydroperoxids Ia mittels Weitz-Scheffer-Epoxidierung und dem optisch aktiven PTK IV jedoch nicht effektiv, es werden ee-Werte von maximal 33 Prozent erzielt. Auf dieser Basis wird eine Methode zur asymmetrischen Epoxidierung der Isoflavonen (V) (Schema C) mit dem Schema C: Enantioselektivitäten für die Epoxidierung der Enone IIb,c und des Isoflavons Vb in Anwesenheit des PTK IV kommerziell verfügbaren Cumylhydroperoxid entwickelt, die für das Isoflavon Vb bis zu 98 Prozent ee zu Gunsten des (1aR,7aS)-Epoxids ergibt. Die hohe Enantioselektivität wird mit dem Templat A (Schema D) erklärt, in dem eine H-Brücke von der Hydroxy-Funktion des PTK IV Schema D: Wasserstoffbrückengebundene Templatstrukturen A und B zum endocyclischen Ethersauerstoffatom des Isoflavons V ausgeht. Die Relevanz einer solchen H-Brücke ist durch Methylierung der Hydroxy-Funktion des PTK IV demonstriert. Zudem ist die Wichtigkeit dieses Ethersauerstoffatoms durch die Tatsache untermauert, dass das konformationell ähnliche Enon IIc (Schema C) nahezu unselektiv epoxidiert wird (18 Prozent ee). Eine analoge H-Brücke nunmehr zum Carbonylsauerstoffatom des S-cis-fixierten Enons IIb wird als Erklärung für dessen hoch enantioselektive Epoxidierung (95 Prozent ee) postuliert (Templat B, Schema D). Fazit: Die asymmetrische Weitz-Scheffer-Epoxidierung mit dem optisch aktiven Phasentransferkatalysator IV wird zur Herstellung fast enantiomerenreiner Epoxide (bis zu 98 Prozent ee) genutzt. Für die Enantioseitendifferenzierung zeigt sich die Ausbildung einer H-Brücke zwischen PTK IV und Substrat II oder V als essentiell. In der kinetischen Racematspaltung chiraler Hydroperoxide I ist diese Epoxidierung nicht effektiv.
N2  - In the present dissertation, optically active hydroperoxides I are employed as enantioselective oxidants in the asymmetric Weitz-Scheffer epoxidation of enones II. On the basis of the reaction conditions, optimized for high enantioselectivities, the mechanistic details of this asymmetric oxygen transfer are presented. In the second part of the study, chinconine-derived phase-transfer catalysts (PTC) IV are used for the asymmetric epoxidation of enones II with racemic hydroperoxides I. The primary objective of this part is the kinetic resolution of the racemic hydroperoxides. Based on the results, a highly effective method for the enantioselective epoxidation of isoflavones V with commercially available, achiral hydroperoxides is described. 1. The optimization of the reaction conditions shows that the highest enantioselectivities may be obtained with (S)-(-)-1-phenylethyl hydroperoxide Ia and KOH in acetonitrile at –40 °C, namely 51 per cent ee of the (alphaS,betaR)-epoxide IIIa (Scheme A). On the contrary, with DBU as base Schema A: Asymmetric Weitz-Scheffer Epoxidation with the Optically Active Hydroperoxide I and KOH or DBU as Base Catalysts in toluene at 20 °C, the opposite (alphaR,betaS)-epoxide IIIa enantiomer is obtained in 40 per cent ee. Thus, the nature of the base plays a decisive role in the stereochemical course of the reaction. To assess the mechanistic details of this base effect, the substituents in the enone II are varied systematically. Whereas the electronic character of the aryl substituents is found to play a minor role, the steric demand of the beta substituent significantly influences the extent of the enantiofacial differentiation, both in the KOH- and the DBU-mediated epoxidations. The important role of the steric demand, exercised by the beta substituent of the enone II in the stereochemical course of this epoxidation, is rationalized in terms of the template structure T+ (Figure A). This template structure is made up of the enone II and the hydroperoxide anion I-, held together by the templating agent K+ or DBU-H+, which allows to account for both the opposite enantioselectivities observed with the different types of bases, KOH or DBU, and the role of the beta substituent in the enone substrate II, through its steric interaction with the hydroperoxide anion I-. Moreover, it is illustrated that the size of both the templating Figure A: Preferred Arrangement in the Template Structure for the KOH- and DBU-Mediated Epoxidations agent, K+ or DBU-H+, and the beta substituent play a significant role in the discrimination between the T+-(Si) und T+-(Re) attacks. For the relatively small K+ ion, the steric interaction between the beta substituent and the hydroperoxide I dominate. Consequently, the T+-(Si) attack is preferred, in which the hydrogen atom on the stereogenic center of the hydroperoxide is oriented towards the enone II. However, in the case of the DBU base, the more severe steric interaction occurs between the DBU-H+ and the hydroperoxide anion, which leads to the observed (Re)-face attack through the T+-(Re) structure. Thus, the best enantioselectivities are observed for sterically demanding beta substituents in the KOH-catalyzed case, while a large organic base like DBU is advantageous in the amine-mediated epoxidation. The validity of the proposed template structure is tested by further variation of the reaction conditions, both for the KOH- and the DBU-mediated asymmetric epoxidations. If the template cannot be formed through coordination, i.e., the K+ ion is sequestered by the 18-crown-6 ether, or a non-coordinating Schwesinger base is used instead of DBU, substantially lower enatioselectivities result. Furthermore, the fact that the S-cis conformation of the enone functionality is essential for the effective enantiofacial discrimination in the DBU- and the KOH-mediated reactions is indicative for the template structures in Figure A. Thus, the S-cis-fixed enone IIb gives rise to a higher enantioselectivity (up to 90 per cent ee) than the corresponding acyclic substrate, whereas the S-trans-fixed substrate IIc is poorly and unselectively (<5 per cent ee) converted. Conclusion: The asymmetric Weitz-Scheffer epoxidation of the enones II with the optically active hydroperoxides I, catalyzed by KOH or DBU, affords either the (alphaS,betaR)-epoxide III (up to 90 per cent ee) or the (alphaR,betaS)-epoxide (up to 72 per cent ee). As rationale for the fact that the desired enantiomer may be expressed merely by the choice of the base, a template is proposed, composed of the enone II, the hydroperoxide I, and the cation K+ or DBUH+. 2. The Weitz-Scheffer epoxidation with the optically active chinconine-derived phase-transfer catalyst (PTC) IV is explored as a means for the kinetic resolution of chiral hydroperoxides I. Although the kinetic resolution is ineffective and yields the optically active (S)-hydroperoxide Ia (Scheme B) in ee values of only up to 33 per cent, the isoflavone Scheme B: Kinetic Resolution of the Chiral Hydroperoxide I by Means of the Weitz-Scheffer Epoxidation with the Optically Active PTK IV epoxides VI are obtained as valuable “side products” in up to 92 per cent ee. On this basis, a method for the asymmetric epoxidation of the isoflavones V (Scheme C) has been developed in which Schema C: Enantioselectivities for the Epoxidation of the Enones IIb,c and the Isoflavone Vb in the Presence of the PTC IV the commercially available cumyl hydroperoxide has been utilized. The isoflavone Vb is converted to the (1aR,7aS)-epoxide VIb in 98 per cent ee. The high enantioselectivities are rationalized in terms of the template A (Scheme D), in which a hydrogen bond is postulated Schema D: Hydrogen-Bonded Template Structures A and B for the coordination the hydroxy functionality in the PTC IV to the endocyclic ether oxygen atom in the isoflavone V. The necessity of such a hydrogen bond is demonstrated by methylation of the hydroxy functionality in the PTC IV, which diminishes the enantioselectivity dramatically. Moreover, the significance of the ether oxygen atom in the isoflavone IV is substantiated by the scant enantioselectivity (18 per cent ee) observed in the epoxidation of the conformationally similar enone IIc. For the highly enantioselective epoxidation (95 per cent ee) of the S-cis-fixed enone IIb, an analogous hydrogen bond is proposed, to extend from the hydroxy group of the PTC IV to the carbonyl functionality of the enone (template B, Scheme D). Conclusion: In the asymmetric Weitz-Scheffer epoxidation, the optically active phase-transfer catalyst IV derived from cinchonine alkaloid has been employed to prepare essentially enantiomerically pure epoxides (up to 98 per cent). A hydrogen bond between the PTC IV and the substrate I or V is found to be essential for effective enantiofacial differentiation. The Weitz-Scheffer epoxidation proves to be ineffective for kinetic resolution of the racemic hydroperoxides I;
KW  - Epoxidation
KW  - Asymmetrische Synthese
KW  - Katalyse
KW  - Ketone
KW  - Weitz-Scheffer Reaktion
KW  - Epoxidierung
KW  - optisch aktive Phasentransferkatalysatoren
KW  - optisch aktive Hydroperoxide
KW  - Übergangszustand
KW  - Weitz-Scheffer reaction
KW  - epoxidation
KW  - optically active phase-transfer catalysts
KW  - optically active hydroperoxides
KW  - transition state
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:20-opus-567
ER  -