Asymmetrische Bromaminierung von Chalkonen mit einem privilegierten N,N′‐Dioxid/Scandium(III)‐Katalysator

Abstract

Die Entwicklung hocheffizienter und enantioselektiver Katalysatoren ist eine der grçßten Aufgaben für Synthesechemiker; [1] von entscheidender Bedeutung ist dabei die Entwicklung chiraler Liganden. In den letzten Jahrzehnten wurden zahlreiche chirale Liganden und ihre Übergangsme-tallkomplexe für viele organische Reaktionen entwickelt. Unter den chiralen Liganden und Metallkomplexen zeigten nur wenige eine breite allgemeine Anwendbarkeit in mechanistisch nicht verwandten Reaktionen; diese wenigen wurden deshalb als "privilegierte Strukturen" bezeichnet. [2] Vor Kurzem erwiesen sich enantiomerenreine prolin-oder homoprolinbasierte N,N'-Dioxide [3][4][5][6][7] [7] Die katalytische asymmetrische Difunktionalisierung von Olefinen ist eine der grundlegendsten Transformationen der organischen Chemie und kommt in der organischen Synthese häufig zur Anwendung. Im Unterschied zu vielen bewährten Verfahren für die katalytische asymmetrische Difunktionalisierung von C=C-Bindungen (z. B. zur Epoxidierung, [8] Aziridinierung, [9] Dihydroxylierung, [10] Aminohydroxylierung [11] und Diaminierung [12] ) ist die elektrophile vicinale Halogenaminierung von Olefinderivaten noch immer eine anspruchsvolle Aufgabe.Wie Feng et al. angeben, sind zwei Schwierigkeiten zu überwinden, um eine effiziente katalytische asymmetrische Bromaminierung von Chalkonen zu verwirklichen und chirale a-Brom-b-aminoketonderivate zu erhalten. Eines der Probleme betrifft die Regioselektivität: Chalkone bevorzugen gewçhnlich eine Aminobromierung, die über ein Aziridinium-Intermediat verläuft [13a] und als Produkte a-Aminob-bromketonderivate statt der erwarteten a-Brom-b-aminoketone liefert.[13] Es ist daher von entscheidender Bedeutung, die Reaktion über ein Bromoniumion-Intermediat zu führen, um tatsächlich a-Brom-b-aminoketonprodukte zu erzeugen. Das andere Problem ist die Mçglichkeit einer Racemisierung des Bromoniumion-Intermediats durch eine Olefin-zu-Olefin-Übertragung, [14] die die Enantioselektivität des nachfolgenden nucleophilen Ringçffnungsvorgangs verringern kçnnte. Feng und Mitarbeiter lçsten das Problem der Regioselektivität durch den Einsatz der Lewis-Säure Sc(OTf) 3 als Promotor; ein 4--Molekularsieb beschleunigte die Reaktion zudem erheblich, sodass die gewünschte Verbindung als Hauptprodukt in 70 % Ausbeute anfiel. Darüber hinaus wollten die Autoren eine asymmetrische Variante durch den Einsatz von Sc(OTf) 3 -Komplexen verschiedener chiraler N,N'-Dioxidliganden L1-L6 entwickeln (Abbildung 1). Hierbei erwies sich der Sc(OTf) 3 -Komplex des von (S)-Pipecolinsäure abgeleiteten N,N'-Dioxids L3 (10 Mol-%) als leistungsfähigster Katalysator. Unter den optimierten Reaktionsbedingungen lief die Bromaminierung des Chalkons 1 (R 1 , R 2 = Ph) mit p-Toluolsulfonamid (TsNH 2 ) und NBS erfolgAbbildung 1. Repräsentative Strukturen von chiralen N,N'-Dioxidliganden.[*] Dr.

Chiral‐Zn(NTf2)2‐Complex‐Catalyzed Diastereo‐ and Enantioselective Direct Conjugate Addition of Arylacetonitriles to Alkylidene Malonates

“…With respect to the chiral backbone of the ligands, l-ramipril-derived ligand L1 exhibited advantages in terms of higher yield and enantioselectivity compared with both ligand L6, which was derived from l-proline, and ligands L7 and L8, which were derived from l-pipecolic acid. In addition, these latter two ligands generated the products with reversed enantioselectivity (Table 1, entries [13][14][15]. Moreover, the L8/ZnA C H T U N G T R E N N U N G (NTf 2 ) 2 complex promoted the reaction in 40 % yield, 96:4 d.r., and 69 % ee (Table 1, entry 15).…”

“…[13] A screening of various metals [14] indicated that few metals worked well with l-ramipril-derived ligand L1 in CH 2 Cl 2 at 35 8C (Table 1, entries 1-8). For example, the complexes of ScA C H T U N G T R E N N U N G (OTf) 3 , YA C H T U N G T R E N N U N G (OTf) 3 , and CoA C H T U N G T R E N N U N G (acac) 2 gave low yields.…”

A Catalytic Asymmetric Ring‐Expansion Reaction of Isatins and α‐Alkyl‐α‐Diazoesters: Highly Efficient Synthesis of Functionalized 2‐Quinolone Derivatives

“…To the best of our knowledge, asymmetric ring expansion of prochiral cyclic carbonyl compounds, which usually suffer from complicated regiochemical problems, [1a, 2c] has not been documented to date. In the presence of a Sc(OTf) 3 catalyst containing a N,N'-dioxide-based ligand, [17] we found that the asymmetric ring-expansion reaction of isatins and a-alkyl-a-diazoesters performed well with a catalyst loading as low as 0.05 mol %, thus providing highly functionalized C4-quaternary 2-quinolone derivatives with ee values as high as 99 %. In this reaction multiple products are possible because of competitive 1,2-aryl migration and 1,2-carbonyl migration reaction pathways (Scheme 1).…”

“…In a continuation of our research with diazo compounds, [7] we report herein a highly enantioselective ring-expansion reaction of isatins and a-alkyl-a-diazoesters involving 1,2-aryl migration. In the presence of a Sc(OTf) 3 catalyst containing a N,N'-dioxide-based ligand, [17] we found that the asymmetric ring-expansion reaction of isatins and a-alkyl-a-diazoesters performed well with a catalyst loading as low as 0.05 mol %, thus providing highly functionalized C4-quaternary 2-quinolone derivatives with ee values as high as 99 %. [14] Efficient asymmetric approaches to incorporate this important molecular scaffold are limited, [15] as are the formations of chiral quaternary centers.…”

Asymmetric Hetero‐Diels–Alder Reaction of Danishefsky’s Diene with α‐Ketoesters and Isatins Catalyzed by a Chiral N,N′‐Dioxide/Magnesium(II) Complex

“…[13][14] However, only moderate ee values were obtained. Herein, we report a highly enantioselective HDA reaction between Danishefsky's diene and a-ketoesters (including b,g-unsaturated ketoesters) as well as isatins, catalyzed by a chiral N,N'-dioxide/Mg II complex [15] (Figure 1) under mild reaction conditions in a short reaction time.…”