Stereoselective Alcohol Silylation by Dehydrogenative Si–O Coupling: Scope, Limitations, and Mechanism of the Cu–H‐Catalyzed Non‐Enzymatic Kinetic Resolution with Silicon‐Stereogenic Silanes

Abstract

Ligand-stabilized copper(I)-hydride catalyzes the dehydrogenative Si-O coupling of alcohols and silanes-a process that was found to proceed without racemization at the silicon atom if asymmetrically substituted. The present investigation starts from this pivotal observation since silicon-stereogenic silanes are thereby suitable for the reagent-controlled kinetic resolution of racemic alcohols, in which asymmetry at the silicon atom enables discrimination of enantiomeric alcohols. In this full account, we summarize our efforts to systematically examine this unusual strategy of diastereoselective alcohol silylation. Ligand (sufficient reactivity with moderately electron-rich monophosphines), silane (reasonable diastereocontrol with cyclic silanes having a distinct substitution pattern) as well as substrate identification (chelating donor as a requirement) are introductorily described. With these basic data at hand, the substrate scope was defined employing enantiomerically enriched tert-butyl-substituted 1-silatetraline and highly reactive 1-silaindane. The synthetic part is complemented by the determination of the stereochemical course at the silicon atom in the Si-O coupling step followed by its quantum-chemical analysis thus providing a solid mechanistic picture of this remarkable transformation.

Organometallic Complexes of Bulky, Optically Active, C3-Symmetric Tris(4S-isopropyl-5,5-dimethyl-2-oxazolinyl)phenylborate (ToP*)

“…The resulting yellow solution with a white precipitate was stirred at room temperature for another hour after it cooled. The mixture was filtered and then concentrated under reduced pressure to give the crude product as a red oil, which was purified by distillation at 97°C and 30 4S-Isopropyl-5,5-dimethyl-2-oxazoline. A modification of Meyers' procedure for the synthesis of 2-oxazoline using 2S-amino-1,1,3-trimethylbutanol was implemented.…”

“…29 Complex 8 was tested as catalyst for the dehydrogenative coupling of alcohols with the prochiral silanes phenylmethylsilane and 1-naphthylphenylsilane as a catalytic route to enantioenriched Si-chiral silanes (Table 2). This transformation might provide an alternative approach to such silicon-centered optically active molecules to complement kinetic resolutions of racemic chiral tertiary silanes via dehydrocoupling 30 and other synthetic routes to compounds containing stereogenic silicon centers. 31 A previous example of asymmetric dehydrocoupling employed a chiral rhodium complex as the catalyst.…”

Katalytische asymmetrische Si‐O‐Kupplung einfacher achiraler Silane und chiraler donorfunktionalisierter Alkohole

“…[8][9][10] Bei dieser reagenskontrollierten kinetischen Racematspaltung wird die direkte Kupplung eines Alkohols und eines Silans durch einen Kupfer(I)-Hydrid-Komplex ("Cu-H") katalysiert. [11,12] Die Unterscheidung der Enantiomere geht hier auf das asymmetrisch substituierte Siliciumatom zurück (Übergangszustand ÜZ1; Abbildung 1).…”

“…[13,14] Unsere früheren Arbeiten hatten gezeigt, dass achirale einzähnige Liganden den entsprechenden zweizähnigen Liganden stets klar überlegen waren. [8,9] Quantenchemische Untersuchungen [9] deuteten darauf hin, dass die asymmetrische Induktion in der geplanten enantioselektiven Cu-H-Katalyse ebenfalls durch einen einzigen einzähnigen chiralen Liganden hervorgerufen werden muss (Übergangszustand ÜZ2; Abbildung 1). [15] Obwohl eine solche stereochemische Situation in der Über-gangsmetallkatalyse nicht gänzlich unbekannt ist, [16][17][18][19] ist dies immer noch eine anspruchsvolle Aufgabe, für die prominente Ligandenklassen zur Verfügung stehen: [20] MOP-artige Phosphinliganden [21] und Liganden mit der allgemeinen Formel O 2 P-X, deren chirales Rückgrat an die Sauerstoffatome gebunden ist [22] [Phosphoramidite O 2 P-N, [23] merenreiner Ligand für die Unterscheidung der Enantiomere verantwortlich ist.…”

“…Aufgrund unserer bisherigen Erfahrungen hatten wir letztere zunächst als schwierig eingestuft. [8][9][10] Während der Umsatz des cyclohexylsubstituierten Alkohols niedrig war, wurden methyl-und trifluormethylsubstituierte Carbinole mit exzellenten Selektivitätsfaktoren kinetisch gespalten (Tabelle 3, Nr. 8-10).…”