No abstract

A winning combination of metal and ligand: The catalyst formed in situ from Sc(OTf)3 and bipyridine 1 (10 mol %) mediates the alcoholysis and aminolysis of meso‐epoxides in high enantioselectivities and furnishes valuable chiral 1,2‐diol monoethers 2 and 1,2‐amino alcohols 3 as products (PMB=para‐methoxybenzyl).

The scandium-bipyridine-catalyzed enantioselective addition of anilines and O-alkyl hydroxylamines to meso-epoxides has been optimized and extended to a broad range of epoxides and amines. Whereas aromatic meso-epoxides generally furnished the corresponding 1,2-amino alcohols in excellent enantioselectivities, aliphatic meso-epoxides only gave rise to moderate enantioselectivities in the aminolysis. The catalyst loading may be lowered to just 5 mol% with only marginal effects on yield and enantioselectivity. A strong positive nonlinear effect has been observed, pointing to aggregation phenomena of the catalyst.

Ring opening reactions O 0132Scandium-Bipyridine-Catalyzed Enantioselective Addition of Alcohols and Amines to meso-Epoxides. -The first catalytic enantioselective addition of aliphatic alcohols (II) to meso-epoxides (I) is presented using a Sc(O-Tf)3-chiral bipyridine complex as catalyst. The reaction affords mono-protected anti-diols (III) in high yields and selectivities for aryl-substituted epoxides. The novel catalytic complex is successfully applied to the enantioselective addition of amines (IV) to meso-epoxides and gives N-protected amino alcohols (V) in comparably high yields and selectivities. -(SCHNEIDER*, C.; SREEKANTH, A. R.; MAI, E.; Angew.

Die katalytische, enantioselektive Ringöffnung von mesoEpoxiden ist eine effiziente Strategie, um aus leicht zugäng-lichen, achiralen Großchemikalien in einem Schritt chirale, 1,2-difunktionalisierte Feinchemikalien in enantiomerenangereicherter Form zu erzeugen. [1] In einem solchen Prozess muss der Katalysator, typischerweise eine chirale LewisSäure oder Lewis-Base, die enantiotopen Kohlenstoff-Zentren des meso-Epoxids differenzieren und die nucleophile Addition in einem einheitlichen S N 2-Prozess selektiv auf einen Epoxid-Terminus dirigieren können. 1,2-Azidoalkohole, [2] 1,2-Halogenhydrine, [3] 1,2-Cyanalkohole, [4] 1,2-Diolmonoester und -ether [5] sowie 1,2-Sulfanylalkohole [6] sind auf diese Weise bisher in guten bis sehr guten Enantioselektivitäten synthetisiert worden. meso-Epoxide lassen sich auch durch chirale Ti III -Komplexe reduktiv zu enantiomerenangereicherten Radikalanionen öffnen, die durch H-Donoren oder Alkene zu den Additionsprodukten abgefangen werden können.[7] Die nucleophile Addition von Aminen an mesoEpoxide zur direkten Synthese von 1,2-Aminoalkoholen gelingt gegenwärtig jedoch in den meisten Fällen nur mit unbefriedigender Enantioselektivität, [8] Verfahren zur enantioselektiven Addition aliphatischer Alkohole an meso-Epoxide existieren zurzeit überhaupt nicht. Wir berichten hier über ein neues Katalysatorsystem, das sowohl die Alkoholyse als auch die Aminolyse von meso-Epoxiden in teilweise hervorragenden Enantioselektivitäten und guten Ausbeuten katalysiert.Der Ausgangspunkt unserer Untersuchungen war die Beobachtung von Crotti und Mitarbeitern, dass Lanthanoidtriflate, vor allem Yb(OTf) 3 , sehr effektive Katalysatoren für die Aminolyse von 1,2-Epoxiden sind -vermutlich weil sie auch unter protischen Reaktionsbedingungen stark Lewissauer wirken können. [9,10] Orientierende Experimente mit verschiedenen Metalltriflaten zeigten, dass insbesondere Sc(OTf) 3 ein hochaktiver Katalysator für die Alkoholyse und Aminolyse von Epoxiden ist.[11] So reagierte Cyclohexenoxid sowohl mit Methanol (2 ¾quiv.) als auch mit Anilin (1 ¾quiv.) und 1 Mol-% Sc(OTf) 3 innerhalb von 12 h bei Raumtemperatur in CH 2 Cl 2 in hohen Ausbeuten und mit vollständiger anti-Diastereoselektivität zu den Ringöffnungs-Produkten (Schema 1).Ausgehend von diesem Befund untersuchten wir verschiedene chirale, mehrzähnige Liganden auf ihre Eignung als potenzielle Liganden für Sc(OTf) 3 , wobei die besten Ergebnisse mit dem von Bolm et al.[12] eingeführten enantiomerenreinen 2,2'-Bipyridin 1 erhalten wurden (Schema 1). Einfaches Rühren von Sc(OTf) 3 und 1 (jeweils 10 Mol-%) in CH 2 Cl 2 bei Raumtemperatur führte in situ zum aktiven Katalysator, der in einer Testreaktion cis-Stilbenoxid (2 a) und Methanol (2 ¾quiv.) in guter Ausbeute und mit 92 % ee zum 1,2-Diolmonoether 3 a umsetzte (Schema 2; Tabelle 1, Nr. 1). Verschiedene andere Alkohole konnten ebenfalls in guten Ausbeuten und sehr hohen Enantioselektivitäten an 2 a addiert werden, wobei die besten Ergebnisse mit para-Methoxybenzylalkohol (97 % ee) erhalten wurden (Nr. ...