Kupplungen chiraler Boronsäureester mit Abgangsgruppe in alpha-Position und chiralen Carbenoiden
In dieser Arbeit werden Kupplungsreaktionen zwischen chiralen d1- und a1-Reagenzien untersucht, welche über eine gemeinsame Zwischenstufe (beta-carboxyboronsäureesters) zu vicinalen Diolen oder Alkenen weiter umgesetzt werden sollen. Die den Synthonen entsprechenden Reagenzien sind zum einen stereoselektiv lithiierte Benzoate (2,4,6‑Triisopropylbenzyl-Ester, kurz: TIB-Ester) und nach Matteson homologisierte Boronsäureester. Die Synthese orthogonal geschützter, vicinaler Diole erlaubt die vollständige Kontrolle über die Konfiguration beider Stereozentren. Ein erstes Testsystem zeigte zunächst volatile Ergebnisse für d.r.-Werte (diastereomeric ratio) und Ausbeuten, konnte aber durch das Umgehen der in situ Lithiierung mit Spartein durch den Einsatz von Stannanen wesentlich verbessert werden. Zusätzlich wurden bei der Verwendung von alpha‑Haloboronsäureestern mit einem tertiärem C-Atom in beta-Stellung exzellente Ergebnisse erzielt und damit eine veritable Methode etabliert. Da diese Strukturen bei Matteson-Reaktionen gebildet werden können, lässt sich eine Frequenz aus iterativen Matteson-Homologisierungen mit der neuen Methode abschließen. Dadurch können zuvor nicht zugängliche Konfigurationsmuster erzeugt werden. Auf diese Weise wurde ein Teil des Naturstoffs (+)-Antimycin A3b hergestellt. Zwar war der Aufbau des Grundgerüstes erfolgreich, allerdings ließ sich der TIB-Ester nur unter gleichzeitiger Desilylierung des zuvor geschützten vicinalen Alkohols entfernen, weshalb die für die Synthese gewählte Schutzgruppenstrategie nicht aufging. Mit der erfolgreichen Teilsynthese wurde dieses Projekt beendet.
Der zweite Teil dieser Arbeit baute auf dem Versuch auf, eine generelle Methode für die Synthese von Alkenen, durch die Kupplung geeigneter d1- und a1-Bausteine, zu etablieren. Aus dem Kupplungsaddukt sollten durch thermische syn-Eliminierung oder Nukleophil-induzierte anti-Eliminierung die unterschiedlichen Konfigurationsisomere (cis und trans) zugänglich sein. Insbesondere aliphatische Benzoate sollten dieser Reaktion unterzogen werden können, da die Lithiierung dieser Verbindungen nicht trivial ist. Eine intramolekular koordinierende Gruppe war jedoch für eine hohe Quantität von lithiierten Molekülen notwendig. Unter den gegebenen Reaktionsbedingungen konnte eine generelle Olefinsynthese im Rahmen dieser Arbeit nicht erfolgreich durchgeführt werden.
In this work coupling reactions between chiral d1- and a1-reagents are investigated in order to prepare vicinal diols or alkenes via a common intermediate (beta-carboxy boronic esters). The chemicals employed for these synthons are stereoselectively lithiated benzoates (2,4,6-triisopropyl benzyl esters, short: TIB-esters) and alpha-halo boronates prepared by Matteson-homologation, respectively. This synthesis of orthogonally protected, vicinal diols allows for complete control over the configuration of both stereocenters. A first test system showed volatile results for d.r. (diastereomeric ratio) values and yields, which could be significantly improved through bypassing the in situ lithiation with sparteine by using stannanes. A veritable method was established for the use of alpha-halo boronic esters with tertiary C-atoms in beta-position, which delivered excellent results. These structures are available via Matteson reactions, so that sequences of iterative Matteson-homologations can be concluded with the new method. Thereby, configuration patterns can now be produced, which were previously unavailable. In this way, a key motif of the natural material (+)-antimycin A3b was targeted. Although the basic motif was successfully synthezised, the TIB-ester could only be removed under simultaneous desilation of the previously protected vicinal alcohol, thus thwarting the protecting group strategy for the envisioned (+)-antimycin A3b synthesis.
The second part of this work was based on an attempt to generate an universal route to trisubstituted alkenes by coupling appropriate d1- and a1-building blocks followed by either thermal syn-elimination or nucleophile-induced anti-elimination. Disubstituted aliphatic benzoates were employed for this process, as their conversion into carbenoids had been described in literature. However, lithiation proved to be difficult for different substrates as an intramolecular coordinating group was necessary for efficiant lithiated. Under the given reaction conditions, developing an universal strategy for olefin synthesis did not appear feasible.