Chirale mono- und bedentate Phosphorliganden für die enantioselektive Metallkatalysierte Hydrierung (PDF)

Im Rahmen dieser Arbeit wurden neuartige Liganden für die Metall-katalysierte enantioselektive Hydrierung von Olefinen, Iminen und Acetophenon entwickelt. Im ersten Teil wurden für die Rhodium-katalysierte asymmetrische Hydrierung von funktionalisierten Olefinen zunächst neutrale und anionische monodentate Phosphorliganden dargestellt. Im Gegensatz zu den neutralen Phosphorliganden weisen die anionischen Systeme eine negative Ladung auf ihrem Boratrest auf.
Hinsichtlich der asymmetrischen Induktion sind diese anionischen monodentaten Liganden oftmals effizienter als ihre neutralen Analoga. Mit monodentaten chiralen Phosphorliganden konnten sehr gute Enantioselektivitäten von bis zu 99 % ee realisiert werden. Des Weiteren wurden auch Ligandenmischungen bestehend aus zwei verschiedenen monodentaten Liganden getestet. NMR-Untersuchungen zeigten, dass durch die Verwendung eines anionischen und eines neutralen Liganden der Anteil der Heterokombination auf Kosten der beiden Homokombinationen erhöht werden kann. In den meisten Fällen führte der Einsatz von solch einer Mischung im Vergleich zu zwei ungeladenen Liganden zu einer weiteren Steigerung der Aktivität und bzw. oder der Selektivität.
Durch die Wahl des geeigneten monodentaten Koordinationspartners wurde der Anteil des Heterokomplexes weiter gesteigert. Als besonders effizienter Partner erwiesen sich hierbei die Diolester der Phosphonsäure. Diese Systeme ergaben auf Grund von sekundären Wechselwirkungen in einigen Fällen einen quantitativen Anteil der Heterokombination. Mit solchen Sytemen konnte der Enantiomerenüberschuss gegenüber der entsprechenden Homokombination teilweise von 76 % auf bis zu 97 % gesteigert werden.
Im zweiten Teil dieser Arbeit wurden sekundäre Phosphinoxide (SPO) sowohl als P,P- als auch als P,N-Liganden für die Iridium-katalysierte Hydrierung von Iminen untersucht. Dabei zeigten insbesondere SPO-Liganden mit einem Ferrocengrundgerüst vielversprechende Resultate mit bis zu 95 % ee.
In der Kupfer-katalysierten Hydrierung von Acetophenon erwiesen sich Liganden, die einen größeren Chelatring mit den Metallkatalysatoren bilden, als geeignet. Daher wurden Xanthen basierte P,P- und P,N-SPO-Systeme entwickelt und zusätzlich mit einem Phosphinoxazolin analogen Liganden mit Xanthengrundgerüst ergänzt.
Diese Xanthenliganden wurden in der Hydrierung von Olefinen und Acetophenon mit verschiedenen Metallen getestet. Sie erwiesen sich jedoch bisher nicht als erfolgreiche Liganden für die Metall-katalysierte Hydrierung.