Moderne Methoden in der Organischen Chemie 0. Allgemeines 1

Moderne Methoden in der Organischen Chemie
Seite
0. Allgemeines
1
1. Oxidationsreaktionen
2
1.1 Oxidationen von C-H-Bindungen
2
1.1.1 Nicht aktivierte C-H-Bindungen
2
1.1.2 Allylische/benzylische C-H-Bindungen
2
1.1.3 Oxidation zu C-X-Bindungen
a) Chromat-Reagentien
b) Moffat-Swern-Oxidation (DMSO-Oxidationen)
c) Dess-Martin-Oxidation
3
3
4
5
1.1.4 Oxidationen  zu Carbonylgruppen
a) Elektrophile -Hydroxylierung
b) -Selenierung
5
5
6
1.2 Oxidationen von C-C-Bindungen
6
1.2.1 Oxidative Spaltungen
a) Glykolspaltung
b) Epoxidspaltung
c) Baeyer-Villiger-Oxidation
d) Beckmann-Umlagerung
6
6
7
7
7
1.3 Oxidationen von C-C-Mehrfachbindungen
8
1.3.1 Epoxidierung
8
1.3.1.1 Elektrophile Epoxidierung
a) Persäuren
b) Dioxiran
c) Übergangsmetalle
8
8
8
9
1.3.1.2 Nucleophile Epoxidierung
10
1.3.2 Dihydroxylierung
a) trans-Diole
b) cis-Diole
11
11
11
1.3.3 Halooxygenierung
12
1.3.4 Hydratisierung
a) Oxymercurierung / Reduktion
b) Hydroborierung / Oxidation
13
13
13
I
2. Reduktionsreaktionen
14
Übersicht über gängige Reduktionsverfahren
14
2.1 Reduktion mit komplexen Hydriden
15
2.1.1 Aldehyde und Ketone
a) Aldehyde neben Ketonen
b) Ketone neben Aldehyden
c) 1,2- neben 1,4-Reduktion
d) 1,4- neben 1,2-Reduktion
15
15
15
16
16
2.1.2 Carbonsäuren und Derivate
a) zum Alkohol
b) zum Aldehyd
16
16
17
2.1.3 Desoxygenierung
a) Reduktion von Tosylaten
b) Radikalische Desoxygenierung
17
17
17
2.1.4 Dehalogenierung
18
2.1.5 Reduktive Decarboxylierung
18
2.1.6 Reduktion von CC-Mehrfachbindungen
19
2.1.7 Ionische Hydrierung
2.2 Reduktion durch katalytische Hydrierung
20
2.2.1 Reduktion von CC-Doppelbindungen
20
2.2.2 Reduktion von CO-Doppelbindungen
21
2.2.3 Reduktion von CC-Dreifachbindungen
21
2.3 Reduktion durch ‚auflösende Metalle’
22
2.3.1 Reduktion von Aromaten
22
2.3.2 Reduktion von Enonen
22
2.3.2 Reduktion von Dreifachbindungen
23
2.4 Reduktion mit Diimid
23
Literatur zu Oxidationen und Reduktionen
24
II
Moderne Methoden in der Organischen Chemie
0. Allgemeines:
Wichtig für alle chemischen Reaktionen: Selektivität
Chemoselektivität:
OH
O
O
Regioselektivität:
OH
OH
R
E
R
E
+
R
E
Stereoselektivät:
- Enantioselektivität:
OH
O
OH
-Diastereosektivität:
R
R
R
R'M
R'
H
OH
R'M
R'
O
OH
-Stereospezifität:
Br2
R
R'
Br
H
R
H
R'
Br
R'
R
Br2
Br
H
R
R'
H
Br
1
1. Oxidationsreaktionen
1.1 Oxidationen von CH-Bindungen
1.1.1 Nicht aktivierte CH-Bindungen
Beispiel: Barton Reaktion
CH3
CH3
OH
AcO
NO
O
NOCl
AcO
Pyr
h
. CH
2
CH3
. NO
O.
OH
AcO
. NO
AcO
N
O
N
H2C
OH
HC
OH
OH
AcO
AcO
J. Chem. Soc., Perkin I 1979, 1159.
1.1.2 Allylische/benzylische CH-Bindungen
- mit Selendioxid
O
O
Se
HO
H
C
C
C
'En'
Se
O
Se
HO
[2.3]-sigmatrope
H
H
R
Umlagerung
R
O
H
R

O
- Se, - H2O
H3O+ -H2SeO2
R
Oxid.
OH
R
2
Beispiel:
OH
SeO2,
CN
CN
OOH ,
NMO
OH
J. Org. Chem. 1978, 1689
1.1.3 Oxidation  zu CX-Bindungen
Alkohole
viele Möglichkeiten  Reagentienwahl sehr wichtig
Übersicht:
H
O
OH
CrO3/Pyr; CrO3/H2SO4
Me2CO/Al/OiPr)
OOH3 (Oppenauer, etc.)
DMSO/DCC (COCl2) (Swern, Moffatt)
R
OH
R-CHO
CrO2(OtBu)2, Pb(OAc)4
R-COOH
starke Ox-Mittel (KMnO4)
OH
O
MnO2
a) Chromat-Reagentien
Beispiel:
HO
OH
OH
O
O
O
OH
O
O
OH
CrO3/Pyr.
20 h, rt
O
O
89%
O
O
J. Am. Chem. Soc. 1954, 76, 6116.
Mechanismus:
HO
H
O
R
R'
C
O
Cr
O
O
CrO3
H
R
R'
C
HO
R
C
H
R'
O
+
Cr
O
HO
3
Alkohol  Aldehyd: mit CrO2(OtBu)2 oder CrO3
R-CHO
CrO3
in CH2Cl2, Py
O
"nichtwässrig"
R-CH2OH
R-COOH
OH
H2O
R
R
OH
H
"wässrig"
H
b) Moffatt-Swern-Oxidation (DMSO-Oxidationen)
Prinzip: Alkohol + DMSO + (COCl)2 / COCl2 / DCC / Ac2O / P4O10 (wasserentz. Mittel)
Beispiel:
O
O
O
O
OH
OH
DMSO
OH
O
61%
(CF3CO)2O
N
CH3O
N
CH3O
COOR
COOR
J. Org. Chem. 1978, 43, 2480.
Mechanismus: Swern-Oxidation
O
O
+
S
H3C
O
O
Cl
Cl
CH3
O
Cl
O
RCH2O S CH3
O
RCH2OH
- CO
+ S O
- HCl
CH3
Cl
-
Cl
O
+ S Cl + Cl
- CO2
-
R-CH2OH
- HCl
- CO, - CO2
Cl
CH3
R CH2 O S +
CH3
Cl
R CH2 O S
CH3
CH3
NEt3 - HCl
CH3
R CH2 O
H
S+
R
CHO + (CH3)2S
- CH2
4
c) Dess-Martin-Oxidation
Herstellung der Reagenzes:
I
AcO OAc
I OAc
O
87%
1) KBrO3 / H2SO4
2) Ac2O / HOAc
40 min, 100°C
COOH
O
Periodinan (DMP)
J. Org. Chem. 1983, 48, 4155.
Mechanismus:
O
O
O
O
O
O
RCH2 OH +
AcO
I
I
OAc
OAc
O
R
H
+
HOAc
+
R
- HOAc
H
OAc
OAc
O
I
OAc
H
Beispiel:
O
O
O
O
OH
OH
OH
DMP
N
CH3O
O
79%
N
CH3O
COOR
COOR
J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 3850.
1.1.4 Oxidationen  zu Carbonylgruppen (Enolat-Oxidationen)
a) Elektrophile -Hydroxylierung
O
1) LDA, -78°C
2) TiCl2 (Cp)2, -78°C
3) O
O
, - 78°C
HO
O
54 %
92 de
J. Org. Chem. 1984, 59, 2358.
5
b) -Selenierung
- mit LDA und PhSeCl bzw. PhSeSePh
Prinzip:
Ph
O
O
SePh
PhSeCl
R
O

Se
Oxid.
O
oder
PhSeSePh
H
O
R
H
R
- PhSeOH
R
H
Beispiel:
1) LDA
2) PhSeSePh
O
O
90%
3) NaIO4
4) CaCO3,
Toluol, 
Tetrahedron Lett. 1989, 30, 685.
- mit SeO2 En-Typ-Oxidation
Prinzip:
O
OH
Se
Se
O
O
O
H
Se
O
[2.3]
O
- H2O
OH
H
H
R
O
O
O
- Se
H
R
R
R
Organic Reactions 1949, 5, 331; 1976, 24, 261.
Beispiel:
Ph
Ph
SeO2/H2O
O
O
AcOH, 4 h
97%
O
J. Org. Chem. 1970, 35, 570.
1.2 Oxidationen von CC-Bindungen
1.2.1 Oxidative Spaltungen
a) Glykolspaltung
Beispiel:
HO
AcO
OH
OAc
Pb
Pb(OAc)4
O
O
O
O
O
CHO
O
2
Benzol
O
O
O
O
O
+
Pb(OAc)2
O
Helv. Chim. Acta 1936, 19, 519ff.
6
b) Epoxidspaltung
Beispiel:
O
HIO4/H2O
CHO
45°C
CHO
70%
Tetrahedron Lett. 1973, 4599.
Wichtige Sequenz:
Diol
Dialdehyd
Olefin
Epoxid
c) Baeyer-Villiger-Oxidation
Prinzip:
O
O
O
Persäure
R'
R
R''
O
O
R O
O
R
R'
R'
Wanderungstendenz:
t-alkyl > s-alkyl > benzyl > phenyl > n-alkyl > methyl
Beispiel:
OBz
OBz
AcOOH
EtOAc
O
OBz
O
OBz
6 d, 55°C
70%
O
COOH
COOH
J. Am. Chem. Soc. 1978, 10, 4618ff.
d) Beckmann-Umlagerung
Prinzip:
OTos
OH
N
N
TosCl
NaOH
R
R
R
- TosOH
H2O
N
O
Beispiel:
O
ROOCNH
S
1) NH2OH · HCl
Pyridin
2) Polyphosphorsäure
H
N
ROOCNH
O
S
J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 6291.
7
1.3 Oxidationen von CX-Mehrfachbindungen
1.3.1 Epoxidierung
1.3.1.1 Elektrophile Epoxidierung
a) Persäuren  Prileshaev-Epoxidierung
Prinzip:
O
O
+
R
O OH
R=
pKs=
O
+
R
OH
CH3
4.8
Ph
4.2
3-Cl-Ph
3.9
4-NO2-Ph
3.4
CF3
<0
Reaktivität der Persäure
Beispiel:
O
COOH
H
H
HO
Benzol, Dioxan
1d, rt
O
COOH
BzOOH
H
H
HO
O
Tetrahedron 1958, 2, 1.
Steuerung über koordinierende Gruppen möglich
Beispiel:
OH
OH
HO
OH
O
K2CO3, CH2Cl2
O
O
HO O
OH
MCPBA
O
O
O
O
O
J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 4618ff.
b) Dioxiran
O O
Beispiel:
OBn
OBn
BnO
BnO
O O
O
BnO
BnO
O
O
Chem. Ber. 1991, 124, 2361.
8
c) Übergangsmetalle
 Vanadin
 Selektive Epoxidierung von Allylalkoholen (Sharpless)
Beispiel:
VO(acac)2
OH
OOH
O
OH
Toluol
J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 6136.
Intermediat:
O
V
O
O
OR
O
R
 Titan
 1. asymmetrische Epoxidierung (Sharpless Epoxidierung)
E
HO
OH
E
OH
OOH ,
Ti(OiPr)4
HO
E
E
O
OH
O
OH
70 - 90%
> 90% ee
OH
vereinfachter Mechanismus:
HO
E
O
(RO)2Ti
Ti(OiPr)4 +
HO
+ 2 ROH
O
E
TBHP
Ti(OR)2(Tartrat)
ROH
E
E
Ti(OR)(TBHP)(Tartrat)
ROH
OH
ROH
OH
TBHP
Ti(OR)(Allylalk)(Tartrat)
ROH
Ti(Allylalk)(TBHP)(Tartrat)
Epoxidierung
Ti(Epoxyalk)(OtBu)(Tartrat)
9
wahrscheinlicher Übergangszustand:
generell gilt:
() -Tartrat (unnatürlich)
R''
E
RO
R'
OR
O
E
O
O
Ti
Ti
R'''
O
OH
R
O
EO
O
O
(+) -Tartrat (natürlich)
O
Anwendungen: kinetische Racematspaltungen
a) racemische Allylalkohole
b) prochirale Substrate
R
R
R
Ti(OiPr)4
OH
R'
OH
0.5 Äq. TBHP
(+) -DIPT
O
+
OH
Ti(OiPr)4
OH
OH
1Äq. TBHP
(+) -DIPT
R'
R'
O
40 - 49%
> 99% ee
40 - 49%
> 99% ee
Angew. Chem 1986, 98, 89.
Tandemreaktionen:
OR
OR
OR
Ti(OiPr)4
OH
OH
1Äq. TBHP
(+) -DIPT
O
75%
O
OH
OH
OH
HO
Tetrahedron Lett. 1986, 27, 105.
1.3.1.2 Nucleophile Epoxidierung
selektive Epoxidierung e-armer Doppelbind. mit H2O2 /OH (Scheffer-Weitz-Epoxid.)
Prinzip:
R
HOO
R
E
 OH
E
R
E
O
HO O
Beispiel:
O
O
tBuOOH, NaOH
Toluol, H2O
E
O
HO
+
N
E
O
O
O
N
J. Org. Chem. 1980, 45, 158.
10
1.3.2 Dihydroxylierung
1.3.2.1 trans-Diole durch Hydrolyse von Epoxiden
Beispiel:
OH
NaN3, R4N+ Br
BnO
O
N3
BnO
Toluol, NaOH, 
OH
52%
OH
PayneUmlagerung
NaN3
O
BnO
OH
Tetrahedron Lett. 1985, 26, 3299.
1.3.2.2 cis-Diole
mit OsO4
Dihydroxylierung bevorzugt von der sterisch weniger gehinderten Seite
Beispiel :
HO
5% OsO4
1.3 Äq. NMO
OR
O
ThpO
89%
OR
HO
Aceton, H2O
O
ThpO
J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 8031ff.
 Sharpless Dihydroxylierung
Chirale Liganden auf Chinin-Basis
Beispiele:
N
O
H
N
N
N N
O
O
O
N
O
H
H
(DHQ)2Phal
(abgeleitet vom Chinin)
O
H
O
O
N
N
N
N N
N
(DHQD)2Phal
(abgeleitet vom Chinidin)
J. Org. Chem. 1992, 57, 2768.
Modell:
(DHQD) 2Phal

Rm
Rs
H
Rl

(DHQ)2Phal
J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1968.
11
Beispiele:
COOMe
Ph
OH
AD-Mix 
72%
99% ee
COOMe
Ph
OH
J. Org. Chem. 1994, 59, 5104.
AD-Mix 
79%
98% ee
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
OH
Science 1993, 259, 64.
OH
OH
COOR
O
OsO4
COOR
O
O
O
ohne Ligand
(DHQD)2Phal
(DHQ)2Phal
COOR
++
O
O
OH
2.8
39
1
:
:
:
OH
1
1
1.3
Tetrahedron Lett. 1993, 34, 5375.
1.3.3 Halooxygenierung
analog Halogenaddition in Gegenwart von O-Nucleophilen
Beispiel:
OH
OH
OH
I2
97% ds
H2O
I
Tetrahedron 1984, 40, 2297.
 Halolactonisierung:
O
O
Br
Br2, KBr
O
H2O
COOH
O
91%
O
O
J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 4618.
12
1.3.4 Hydratisierung
a) Oxymercurierung / Reduktion
Prinzip:
OAc
+ Hg
 AcO
OAc
R
HgOAc NaBH
4
H2O
+
Hg OAc
- H+
R
R
R
OH
OH
hohe Regioselektivität  Addition nach Markownikow
Intramolekulare Variante:
Ph3CO
Ph3CO
OH
O
1) Hg(OAc)2
O
HgCl
2) KCl
O
O
82%
95% ds
O
Tetrahedron Lett. 1984, 25, 5937.
b) Hydroborierung / Oxidation
Prinzip:
R
R H
H
BR2
H
R'
R''
R'
R''
HOO
BR2
O
R H
BR2
R''
R'
H
OH
H
- OH
R H
R''
R'
OBR2
H2O
 HOBR2
H
R H
OH
R''
R'
H
Addition an sterische weniger gehinderte Position  Addition nach anti-Markownikow
R2BH
RBH2
BH3
Reaktivität
Selektivität
Gängige Borane:
BH
BH2
"BH3"
(B2H6)
Diboran
Thexylboran
9-BBN
Beispiele:
NaOH
Thexylboran
B
THF, 15 min
HO
H2O2
85%
72%
HO
J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 3567.
13
BH3 in THF
Disiamylboran in THF
9-BBN
LiAlH(OMe)3 in THF
LiAlH4 in Ether
AlH3 in THF
LiBEt3H
Dibal-H
NaAlEt2H2
Katalytische Hydrierung
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
RCOR  RCHOHR
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
RCOCl  RCHO oder RCH2OH
+
+
+


+
+
+
+
+
+
+
+
+
Lacton  Diol

+
+
+
+
+

+
+
+
+
+
+

Epoxid  Alkohol

+
+
+



+
+
+
+
+
+
+
RCOOR’  RCH2OH + R’OH

+
+



+
+
+
+
+
+
+

RCOOH  RCH2OH


+
+



+
+
+

+
+

RCOO RCH2OH


+




+
+
+




RCONR’2  RCH2NR’2 oder RCHO



+
+
+

+
+
+
+
+
+
+
RCN  RCH2NH2



+



+
+
+

+
+
+
RNO2  RNH2 oder RN=NR







+
+


+
+
+
RCH=CHR’  RCH2CH2R’



+
+
+




+


+
14








2. Reduktionsreaktionen
NaBH4 + AlCl3
+
Übersicht über gängige Reduktionsverfahren
NaBH4 + LiCl
+
LiAlH(OtBu)3 in THF
NaBH4 in EtOH
RCHO  RCH2OH
Reaktion
2.1 Reduktion mit komplexen Hydriden
2.1.1 Aldehyde und Ketone
a) Aldehyde neben Ketonen
Beispiel:
O
O
NaBH4
MeOH / CH2Cl2
H
OH
O
OH
O
- 78°C
b) Ketone neben Ketonen
- sterische Differenzierung
Beispiel:
O
O
(sBu)3BHLi+
(L-Selektrid)
- durch Nachbargruppenbeteiligung
Beispiele:
O
O
OH
O
O
O
Me4N+ HB(OAc)3
O
OH
O
O
EtOH, HOAc
- 40°C
O
OH
O
O
J. Org. Chem. 1991, 56, 741.
OH
O
O
O
Me4N+ HB(OAc)3
OR
OH
OH
OH
O
OR
EtOH, HOAc
- 40°C
J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 3560.
Intermediat:
H
R
O+
O
R'
OAc
BOAc
H
15
c) 1,2- neben 1,4-Reduktion
R
R
R'
R'
O
OH
Beispiel: Luche-Reduktion mit NaBH4 / CeCl3
NaBH4 . CeCl3 . 6 H2O
O
100%
OH
MeOH, 5 min
Chem. Commun. 1978, 601.
d) 1,4- neben 1,2-Reduktion
6%
Beispiel:
O
O
Dibal
MeCu
84 %
THF, - 50°C
2h
O
O
H
J. Org. Chem. 1986, 51, 537.
2.1.2 Carbonsäuren und Derivate
1) zum Alkohol
a) 1,2- neben 1,4-Reduktion
Beispiel:
O
O
O
OTbs
EtOOC
O
Dibal-H
THF, 0°C
1h
OTbs
HO
J. Org. Chem. 1994, 59, 6614.
b) 1,4- neben 1,2-Reduktion
Beispiel: Cu(I)-Reagentien
O
O
O
NaAlH2 ( O
CuBr
O
O
)2
75%
Angew. Chem. 1983, 95, 810.
16
2) zum Aldehyd
a) Ester
Beispiele:
OMe
MeO
COOCH3
OSiR3
MeO OMe
H3O+
Dibal-H
CHO
CH2Cl2
OSiR3
- 78°C, 30 min
J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 2287.
b) Amide
Methode der Wahl: Weinreb-Amide
Prinzip:
O
N
R
Al
O
LAH
O
H2O+
O
Me
R
Me
N
H
O
R
Me
H
Me
Beispiel:
Me
N
BocHN
O
Me
LAH
THF, 0°C
H
BocHN
O
92%
O
J. Amer. Chem. Soc. 1992, 114, 6568.
2.1.3 Desoxygenierung
a) Reduktion von Tosylaten
Beispiel:
O
O
H
NaBH4
O
TosO
E
O
O
O
61%
DMSO, 90 min
90°C
E
Angew. Chem. 1982, 96, 81.
b) Radikalische Desoxygenierung
Beispiele:
S
CH3S
O
S
CH3S
AIBN
Ph2SiH2
O
O
O
CH3O
O
O
O
Toluol, 
CH3O
100 %
O
Tetrahedron Lett. 1991, 32, 2569.
17
AlBN
Bu3SnH
S
O
PhO
Toluol, 110°C
2h
O
O
Bu3Sn .
Bu3SnH
Bu3Sn
S
Bu3Sn
.
+
O
PhO
S
O
O
PhO
.
O
J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 932.
2.1.4 Dehalogenierung
Beispiel: radikalisch
O
O
Br
Bu3SnH
AIBN
O
O
O
87% ds.
O
Benzol, 75°C
O
O
J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 4618ff.
2.1.5 Reduktive Decarboxylierung
Beispiel:
HOOC
Ac
N
N
1) ClCOOiBu
NMM
Ac
SH, h
73%
2)
N
O
, NEt3
N
N
O
S
OH
J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 8971.
Prinzip:
N
S
O
R
O
+
S.
.
N
+
S S
R
O
N
S
CO2 +
.R
S
O
18
2.1.6 Reduktion von CC-Mehrfachbindungen
Alkine zu Alkenen
Beispiel: Dibal-Reduktion (Review: Synthesis 1975, 617)
Cl
1) Dibal-H
Cl
R
2) 20% H2SO4
R
82%
J. Org. Chem. 1963, 28, 1254.
Mechanismus:
R2AlH
H+
H
H
AlR2
H
Beispiele: Propargylakohole
Al
LAH
OH
O
HO
H 3O +
H
R
R
H
R
H
OTHP
OTHP
LAH
.
H
O
HO
HO
Al
H
Allene
H
Acta Chem. Scand B 1987, 41, 442.
2.1.7 Ionische Hydrierung
Hydrierung durch Übertragung von H+ und H Reduktion von C=C, C=X und CX
Prinzip:
H+
H
+
H
H
H
Beispiele:
O
H
O
CF3COOH
H
90%
H
Et3SiH
CH3O
CH3O
J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 1239.
19
2.2 Reduktion durch katalytische Hydrierung
geeignete Metalle: Ni, Pd, Pt, Ru, Rh, etc.
Metallische Katalysatoren: heterogene Hydrierung
Komplexe Katalysatoren: homogene Hydrierung
Mechanismus:
M
M
M M
M M
M M
M M
H2
M
R 2 R3
M M
M M
M M H
M M H
M M
M
M M
M
R R1
M M
M M
R2 R3
M M H
M M H
M M
M
R
H
H
R1
R2
R3
R1
R
2.2.1 Reduktion von CC-Doppelbindungen
Beispiel:
COOCH3
O
O
COOCH3
H2
O
Pd/C
O
COOCH3
O
H2
(Ph3P)3RhCl
O
J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 7020.

 asymmetrische katalytische Hydrierung
Zusatz chiraler Liganden
Beispiel:
MeO
P
PPh2
P
PPh2
OMe
Dipamp
(Knowles)
Binap
(Noyori)
20
Beispiel: Asymmetrische Synthese von Aminosäuren
COOH
COOH
Rh(I)
NHBz
NHBz
(R)-Binap
(R,R)-Dipamp
100 % ee
93 % ee
J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 5946; J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 7932.
2.2.2 Reduktion von C-O-Doppelbindungen
besonders gut mit Ru-Komplexen, bevorzugte Substrate: -Ketoester
Beispiel:
O
O
OH
H2
OEt
O
OEt
Ru[(R)-Binap]Br2
98% ee
99% ds
NHAc
NHAc
J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 9134.
2.2.3 Reduktion von CC-Dreifachbindungen
Selektive Hydrierung von Dreifachbindung zur Doppelbindung mit Lindlar-Katalysator
(Pd/BaSO4 oder Pd/CaCO3 mit Pb(OAc)2 oder Chinolin vergiftet)
Beispiel:
H2
Lindlar
97%
Benzol
J. Chem. Soc. 1955, 3358.
21
2.3 Reduktion durch ‚auflösende Metalle’
Anwendung: Reduktion von Aromaten, Enonen, Alkinen  trans-Alkenen
2.3.1 Reduktion von Aromaten
Mechanismus:
e-
ROH
.
Y
e-
.
X
X
X
X
X
Y
Y
Y
Y
ROH

Beispiel:
OEt
O
1) Li/NH3/DME
2) H3O+
HO
HO
J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 7829.
2.3.2 Reduktion von Enonen
Mechanismus:
O
e-
O 
H
+
OH
.
e-
OH

.
+
H
e+
O  2H

OH
O
Beispiele:
1) Li/NH3/Et2O
2) NH4Cl
O
92%
95% ds
O
H
J. Chem. Soc. 1956, 2670.
O
OH
1) Li/NH3/THF
OH
H
74%
2) HCl
O
O
J. Org. Chem. 1967, 32, 689.
22
2.3.2 Reduktion von Dreifachbindungen
Mechanismus:
R
eR
R'

NH3
R
- NH2
H
.
R'
.
R
e-
H
R
NH3
- NH2
R'
H
R


R'
H
Beispiele:
COOH
R
Li/NH3/THF
COOH 98%
R
J. Am. Chem. Soc. 1963, 85, 622.
2.4 Reduktion mit Diimid (HN=NH)
Erzeugung:
H2N
NH2
O2 od. H2O2
H+
HN
NH
HN
KOOC N N COOK
NH
Cu(II)
RCOOH
Mechanismus:
H
N
R1
N
+
N
R3
H
R1
R1
R2
N
R4
H
H
R2
R3
N
H
+
N
R4
R2
H
R3
R4
Beispiel:
O
O
KOOC N N COOK
AcOH
Bn
E
N
BnO
OBn
Ts
40°C, 40 h
Bn
E
N
BnO
Ts
OBn
J. Org. Chem. 1985, 50, 470.
23
LITERATUR
Oxidationen
Allgemeine Lehrbücher:
F. A. Carey, R. J. Sundberg: Organische Chemie; Einweiterführendes Lehrbuch, Wiley-VCH
J. March: Advanced Organic Chemistry, Wiley
R. Brückner: Reaktionsmechanismen, Spektrum
J. Fuhrhop, G. Penzlin: Organic Synthesis, Wiley-VCH
Aktuelle Reviews zum Thema Oxidationen:
Recent advances in the asymmetric dihydroxylation of alkenes; Tetrahedron Asym. 1992, 3,
1317.
The Baeyer-Villiger oxidation of ketones and aldehydes; Org. Reactions 1993, 43, 251.
Catalytic asymmetric dihydroxylations; Chem. Rev. 1994, 2483.
Chemical and biological synthesis of chiral epoxides; Tetrahedron 1994, 50, 8885.
Dioxiranes – highly reactive oxidants for stereoselective oxyfunctionalizations; J. Prakt.
Chem. / Chem. Ztg. 1995, 337, 162; J. Prakt. Chem. / Chem. Ztg. 1997, 339, 298.
Asymmetric epoxidation of allylic alcohols: The Katsuki-Sharpless epoxidation reaction; Org.
Reactions 1996, 48, 1.
Chemical transformations induced by hypervalent iodine reagents; Tetrahedron 1997, 53,
1179.
Polymer supported catalytic asymmetric Sharpless dihydroxylation of olefins; Eur. J. Org.
Chem. 1998, 21.
100 Years of Baeyer-Villiger-oxidations; Eur. J. Org. Chem. 1999, 737.
Iodocarbocyclization and iodoaminocyclization reactions mediated by a metallic reagent;
Synlett 1999, 1191.
Asymmetric epoxidation of electron-deficient olefins; Chem. Commun. 2000, 1215.
Recent Advances in Immobilized Metal Catalysts for Environmentally Benign Oxidation of
Alcohols; Chem. Asian J. 2008, p 196.
Reduktionen
Allgemeine Lehrbücher:
F. A. Carey, R. J. Sundberg: Organische Chemie; Einweiterführendes Lehrbuch, Wiley-VCH
J. March: Advanced Organic Chemistry, Wiley
R. Brückner: Reaktionsmechanismen, Spektrum
J. Fuhrhop, G. Penzlin: Organic Synthesis, Wiley-VCH
24
Aktuelle Reviews zum Thema Reduktionen:
The use of chiral organoboranes in organic synthesis; Synthesis 1986, 973.
Enantioselective Ru-mediated hydrogensations; developments and applications; J. Organomet. Chem. 1989, 567, 163.
Boranes in Organic Synthesis; J. Organomet. Chem. 1993, 457, 1.
Enantioselective transition metal catalyzed hydrogenations concerning the asymmetric amine
synthesis; Angew. Chem. 1993, 105, 245.
Zinc borohydride, a reducing agent with high potential; Synlett 1993, 885.
Recent advances in the boron route to asymmetric synthesis; Pure & Appl. Chem. 1994, 66,
201.
Low valent titanium – a versatile reagent for deoxygenation and carbonyl coupling; J. Prakt.
Chem. / Chem. Ztg. 1995, 337, 250.
New reagents for the ‚old’ pinacol coupling reaction; Angew. Chem. 1996, 108, 65.
Enantioselective catalytic hydrogenation; Angew. Chem. 1996, 108, 444.
Weinreb amides in modern organic synthesis; J. Prakt. Chem. / Chem. Ztg. 1997, 339, 517.
Hydroboration catalyzed by transition metal complexes; Tetrahedron 1997, 53, 4957.
Enantioselective reduction of ketones; Organic Reactions 1998, 52, 395-576.
Asym. transfer hydrogenation of C=O and C=N bonds; Tetrahedron Asym. 1999, 10, 2045.
Boron Reagents in Process Chemistry - Excellent Tools for Selective Reductions; Chem. Rev.
2006, 106, 2617.
25