Research Collection Doctoral Thesis Chirale Ruthenium-Phosphoramidit-Komplexe stabilisiert durch Aryl-Metall-Wechselwirkungen und deren katalytische Anwendungen Author(s): Huber, Dominik Publication Date: 2007 Permanent Link: https://doi.org/10.3929/ethz-a-005539224 Rights / License: In Copyright - Non-Commercial Use Permitted This page was generated automatically upon download from the ETH Zurich Research Collection. For more information please consult the Terms of use. ETH Library Dissertation ETH Nr. 17440 Chirale Ruthenium-Phosphoramidit-Komplexe stabilisiert durch und deren Aryl-Metall-Wechselwirkungen katalytische Anwendungen Abhandlung zur Erlangung des Titels DOKTOR DER NATURWISSENSCHAFTEN der EIDGENÖSSISCHEN TECHNISCHEN HOCHSCHULE ZÜRICH vorgelegt von Dominik Huber Dipl. Chem. geboren aus am 25. Januar 1977 Dietikon Angenommen Prof. Dr. A. Prof. Dr. P. S. PD Dr. A. ETH auf (ZH) Antrag Togni, von Referent Pregosin, Korreferent Mezzetti, Korreferent Zürich 2007 Für meine Mutter In der die am Wissenschaft gleichen wir alle nur den Kindern, Rande des Wissens hier und da einen Kiesel während sich der weite Ozean des Unbekannten vor unseren Augen aufheben, erstreckt. Sir Isaac Newton Danksagung Prof. Dr. Antonio danke ich für die Togni Möglichkeit, in seiner Dissertation durchzuführen. Er hatte immer ein offenes Ohr für stets jegwelche Fragen meine und war sehr hilfsbereit. PD Dr. Antonio Vertrauen in Mezzetti, meinem direkten Betreuer, danke ich für seine Geduld und sein meine Fähigkeiten. Seine offene und direkte Art Diskussionen über chemische und nicht-chemische Themen haben dieser Arbeit Bei Forschungsgruppe Prof. und die massgebend interessanten zum Gelingen beigetragen. Paul Dr. S. Pregosin möchte ich mich freundliche für die Übernahme des Korreferates bedanken. Dem Schweizerischen Nationalfonds danke ich für die ETH der Finanzierung Zürich, vorallem den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern am meines Projektes und der Schalter, der Glaswäscherei, Loge und der Entsorgung, für die organisatorischen und logistischen Voraussetzungen für diese Arbeit. I would like to thank Dr. the synthesis of Igor S. Mikhel for the complex 4a, his metal interactions, the interesting work and on very nice but much too short time at the ETH, the Diels-Alder reactions, his research horizon-broadening discussions and I would like to thank Dr. P. G. Anil Kumar for the 2D NMR correlation our on zf-aryl- friendship. experiments and the PGSE NMR diffusion measurements. Bei Dr. Heinz Rüegger möchte ich mich für die Korrektur des Kapitels Diffusionsmessungen bedanken. Den ehemaligen und Arbeitsklima und ihre heutigen Mitgliedern der Togni-Gruppe danke ich für das angenehme Unterstützung während meinem Doktorat. VII Stephan Bachmann möchte ich für die gut Assistententipps eingerichtete Kapelle und die vielen ACPI- danken. Claus Becker danke ich für die kurzweilige und unterhaltsame Zeit im H230, die interessanten Diskussionen und seine Hilfsbereitschaft. Camponovo möchte ich Francesco für die Kristallstrukturanalysen, das OACPII im WS 05/06, die unzähligen Druckjobs und die gemeinsame Durchforstung der Chemical Structural Database danken. Meinem fast Namensvetter Dominique(Q) Huber danke ich für die "verwirrende" Zeit im H230, den einen oder anderen Chnorz in ebendiesem Labor, seine Geduld bei der Hilfe mit den GC-Geräten und die rasanten Abfahrten in Saas Fee und der Lenzerheide. Martin Althaus möchte ich für die querbeet, zweit und unsere seine Hilfe beim Verfassen dieser Dissertation und die (oder Sebastian Pomeriggio-Kaffeepausen, zu eingehenden Gespräche gemütlichen Dinners viert) vielmals danken. Gischig danke ich für Softwaresorgen, Sardinien-Reise die unsere gemeinsame Doktorandenzeit, Kristallstrukturanalysen, ("Heee Jungs, wo seid die seine Hilfe bei Hard- entspannenden bHs und die vorbereitungen unsere und Kinobesuche und seine wertvollen Den Sezione-Fröschen Tipps Studenten- und Doktorandenzeit, die Kraftraumzur Dissprüfung. Markus, Hausi, Roman, Jürg, Rolf und Michael danke ich für die Unterwasserhorizont-erweiternden Deep-Stop-Highspeed-TGs Tech-Dive-Multi-Sinus-Multi-8i-www- in den kalten Fluten des Zürichsees und die kurzweiligen bei Martina oder im II Faro. Ganz besonders möchte ich mich bei Markus für die VIII Prüfungs¬ danken. René Hermatschweiler danke ich für aufsättigenden, super ihr?"). Martin Merkofer möchte ich für die lehrreiche Zeit während dem Studium und die Kurse und zu Brevetierungen und das Eintauchen ins Abenteuer Sporttauchen K&Ks spannenden bedanken. Urs Fischbach möchte ich für Gestalten dieser unsere Freundschaft, seine Unterstützung beim Verfassen und Dissertation, die ORTEP-Darstellungen, manchem kleineren oder auch grösseren Doktorarbeit und unseren und für mich da zu selbstlose Hilfe bei so Problem(chen) während dem Studium und der Dahab-Trip ("Long dive, Urs!") Meiner Schwester Astrid danke ich für ihre seine ganz herzlich danken. Offenheit, ihre Hilfsbereitschaft und dafür, immer sein. Ein ganz besonderer Dank gebührt und die moralische und finanzielle meiner Mutter Brigitte für ihr Verständnis, ihre Geduld Unterstützung während dem Studium und der Promotion. Ohne ihre Hilfe wäre diese Arbeit nie zustande gekommen. Barbara danke ich für die wunderschönen 2483 Tage... IX Zusammenfassung Im Rahmen dieser Arbeit wurden chiralen Rutheniumhalbsandwichkomplexe Phosphoramiditliganden synthetisiert und Diels-Alder-Reaktion getestet. Mit diesen ob nach deren Aktivierung den einzelnen chiralen und Im ersten Teil komplexe mit den die absolute und in der Konfiguration am wurde geprüft, Stereogenen Rutheniumatom durch einzähnigen Phosphoramidtliganden kontrolliert werden kann. wurde die Struktur und die Stabilität der Rutheniumhalbsandwich¬ Liganden la und lb untersucht. (Sa,flc.flc)-1b gesättigten Phosphoramiditkomplexe isoliert und einzähnigen asymmetrischen Cyclopropanierung pseudotetradri sehen Komplexen (Sa,flc.flc)-1a Die mit [RuCi2(776-/?-Cym)(l-xP)] vollständig charakterisiert. Durch Chloridabstaktion wurden die kationischen Komplexe (2a, 2b) wurden mit T1PF6 oder [RuCl(776-/?-Cym)(l,2-77-l-xP)]PF6 Et3OPF6 (3a, 3b) erhalten. ~l PFe ?u< f'\ (Sa,Rc,Rc)-2a, (Sa,Rc,Rc)-2b Zweidimensionale dass die (Sa,Rc,Rc)-3a, (SRu,Sa,Rc,Rc)-3b NMR-Korrelationsexperimente Koordinationssphäre in diesen und eine Kristallstruktur Halbsandwichkomplexen 3 durch zeigten, eine rf- XI zwischen Wechselwirkung Phosphorarmiditliganden Obgleich des 1 Ruthenium(II)zentrum dem gesättigt p-Cymolliganden führte zu den einer Arylgruppe des ist. ^-Interaktion waren dieser und 2a und 3a stabil und eine Dissoziation bedingt nur [RuCl2(/76-la-xP)] Komplexen [Ru2Cl2(/76-la- (4a) und *f)2](PF6)2 (5a) mit einem zweizähnigen Tether-Ligmd. 612 (Sa,ß&ßc)-4a Die kationischen Katalysatoren für die cyclopropanierte von bis zu 87% (Sa,Rc,Rc)-5a Komplexe 3a und Cyclopropanierung 3b von das 1,1-disubstituierte Olefin ee. zweiten und Styrol Arbeit als ör-Methylstyrol. Komplex 3b or-Methylstyrol Die Aktivität und die cw-Selektivität Katalysator im dienten Teil mit einer Enantioselektivität allerdings bescheiden. waren 3 Me (5 mol%) N2CHC02Et CH2CI2, der C02Et RT bis zu 66% c/s-Selektivität bis weitere Cyclopentadien und ergaben katalytische Anwendung und Acrolein untersucht. Enantioselekvitiäten von Komplex maximal 32% Katalysator CH2CI2,-18°C die zu 87% Diels-Alder-Reaktion ee. H (0-cHo CHO endo exo bis zu 83% enc/o-Selektivität bis XII ee von 3a und 3b erwiesen sich als e«Jo-selektiv 3 (4 mol%) CHO wurde C02Et trans eis Als >^ zu 32% ee Abstract The absolute ligand. objective of the present thesis configuration at a For that purpose, phosphoramidite ligands stereogenic was investigate whether metal center pseudotetrahedral were to developed by means of it is single a ruthenium half-sandwich and tested in possible to control the monodentate chiral complexes with bulky catalytic cyclopropanation and Diels- Alder reactions. The first part focussed complexes with ligands on the coordination chemistry of the ruthenium piano-stool la and lb. (Sa,flc.flc)-1b (Sa,flc.flc)-1a The six-coordinate complexes fully characterized. Chloride [RuCi2(776-/?-Cym)(l-xP)] abstraction with T1PF6 [RuCl(^-/7-Cym)(l,2-7-l-*f)]PF6 or (2a, 2b) were isolated and Et3OPF6 gave the cationic complexes (3a, 3b). ~1 PFe Ru^{ f'\ (Sa,Rc,Rc)-2a, (Sa,Rc,Rc)-2b The coordination interaction between the which was confirmed sphere of these half-sandwich ruthenium(II) by (Sa,Rc,Rc)-3a, (SRu,Sa,Rc,Rc)-3b atom and an two-dimensional NMR 3 is saturated complexes aryl ring experiments of the and by an if- phosphoramidite ligand 1, an X-ray study. XIII Despite of this of the p-cymene ^-interaction, ligand *?)2](PFô)2 (5a), featuring 2a and 3a showed gave the a limited stability [RuCl2(/76-la-xP)] complexes bidentate tether a and the dissociation (4a) and [Ru2Ci2(776-la- ligand. 6^2 (Sa, Rc-Re)-4a In the second in the Up (Sa,Rc,Rc)-5a part of this work, the cationic complexes 3a and 3b asymmetric cyclopropanation to 87% ee were found for or-methylstyrene of styrene and were with used ethyl and the eis-selectivity catalyst were generally diazoacetate. N2CHC02Et CH2CI2, Me C02Et rt C02Et + trans up to 66% eis-selectivity up to 87% catalytic application. Complexes cyclopentadiene 3a and 3b showed catalyst and acrolein an CH2CI2,-18°C was ee explored e«Jo-selectivity with 3 (4 mol%) CHO the 3 CIS The Diels-Alder reaction of as low. (5 mol%) as (0-cho CHO endo up to 83% enc/o-selectivity up to 32% ee a up to 32% H exo XIV catalysts 1,1-disubstituted olefin or-methylstyrene and complex 3b catalyst. However, the activity H as further ee. Publikationen Huber, D.; Mezzetti, A. "Chiral Monodentate Phosphoramidite Ligands Pseudotetrahedral Ruthenium: Tetrahedron: Control the Absolute Configuration at Asymmetrie Catalytic Cyclopropanation of Olefins", Asymmetry 2004, 15, 2193. Huber, D.; Kumar, P. G. A.; Pregosin, P. S.; Mezzetti, A. "An rf-Aryl-Metal Chelating Ligand Interaction Turns Chiral a Monodentate Phosphoramidite into a (Sa,SRU,Rc,Rc)-[RuCl(îJ -p-cymene)(0,0'-(l,r-dinaphthyl-2,2'-diyl)-N- in (1 -(1,2- î]-l -naphthyl)ethyl)-N-(l-(l -naphthyl)ethyl)phosphoramidite- kPJPFö ", Organometallics 2005, 24, 5221. Huber, D.; Kumar, P. G. A.; Pregosin, P. S.; Mikhel, I. S.; Mezzetti, A. "[RuCl(7] -p-cymene)(phosphoramidite)]+, Metal Interaction, and Its Use in Helv. Chim. Acta a 16-Electron Fragment Stabilized by an rf-Aryl- Asymmetric Cyclopropanation ", 2006, 89, 1696. Mikhel, I. S.; Huber, D.; Rüegger, H.; Butti, P.; Camponovo, F.; Mezzetti, A. "Beyond Monodentate a and a Metal manuscript in Coordination: Complexes: n-Aryls Secondary as Interactions of a Chiral Phosphoramidite in 2-, 4- and 6-Electron Donors", preparation. Öffentliche Präsentationen Huber, D.; Wipplinger, E.; Mezzetti, A. "Controlling Absolute Ligands: Application 15th FECHEM Configuration in at Stereogenic Ruthenium with Monodentate Chiral P- Asymmetrie Catalysis", Conference on Organometallic Chemistry (FECHEM 15), Zürich, 10.- 15.08.2003, Poster PO 085. XV Huber, D.; Wipplinger, E.; Mezzetti, A. "Controlling Absolute Ligands: Application Fall Meeting Configuration in at Stereogenic Ruthenium with Monodentate Chiral P- Asymmetrie Catalysis", of the Swiss Chemical Society (SCS), Lausanne, 09.10.2003, Poster 113. Huber, D.; Mezzetti, A. "Chiral Monodentate Ruthenium: 14th P-Ligands Steer the Absolute Configuration Pseudotetrahedral at Asymmetrie Catalytic Cyclopropanation of Olefins", International Symposium 09.07.2004, Poster on Homogeneous Catalysis (ISHC 14), München (D), 05- P 0289. Huber, D.; Kumar, P. G. A.; Pregosin, P. S.; Mezzetti, A. "Half-Sandwich Ruthenium Complexes with Chiral Phosphoramidites: NMR Structural Characterization and Asymmetric Catalysis", Fall Meeting of the Swiss Chemical Society (SCS), Zürich, 07.10.2004, Poster 176. Huber, D.; Kumar, P. G. A.; Pregosin, P. S.; Mezzetti, A. "An rf-Aryl-Metal Interaction Stabilizing a 16e~ Fragment; Asymmetric Catalytic Cyclopropanation of Olefins", 13th IUPAC Symposium on Organometallic Chemistry Directed Towards Organic Synthesis (OMCOS 13), Genf, 17.-21.07.2005, Poster P-137, OMCOS 13 Poster Award. Huber, D.; Kumar, P. G. A.; Pregosin, P. S.; Mezzetti, A. "An rf-Aryl-Metal Interaction Stabilizing a 16e~ Fragment; Asymmetric Catalytic Cyclopropanation of Olefins", Fall Meeting of the Swiss Chemical Society (SCS), Lausanne, 13.10.2005, Poster 185. Mikhel, LS.; Huber, D.; Mezzetti, A. "Chiral Phosphoramidites as P,C-Bidentate Ligands in Rhodium(I) and Rhodium(III) Complexes", Fall XVI Meeting of the Swiss Chemical Society (SCS), Zürich, 13.10.2006, Poster 186. Inhaltsverzeichnis VII Danksagung Zusammenfassung XI Abstract XIII Publikationen XV Öffentliche XV Präsentationen Inhaltsverzeichnis Kapitel 1 XVII 1 Einleitung 1.1 Aufbau dieser Arbeit 1.2 Optische 1.3 Sandwich- und 1.4 Ruthenium(II)-Halbsandwichkomplexe 1.5 Chirale Aktivität und 3 asymmetrische 4 Atome Halbsandwich-Übergangsmetallkomplexe 7 11 d6-Übergangsmetallkomplexe 19 1.5.1 Einfuhrung 19 1.5.2 Substitutionsreaktionen 20 1.5.3 Erste Metallkomplexes 21 1.5.4 Quadratisch-pyramidale Halbsandwichkomplexe 23 1.5.5 Reaktionsmechanismen, Stabilität und Labilität 25 optische Auflosung eines 1.5.5.1 Am Metallatom konfigurationsstabile Komplexe 1.5.5.2 Am Metallatom konfigurationsstabile Komplexe 1.5.5.3 Am Metallatom konfigurationslabile Komplexe 1.5.5.4 Am Metallatom konfigurationslabile Komplexe 1.5.5.5 Diastereomerengleichgewichte 1.5.6 Konfigurationsanderungen 1.5.7 Chiroptische Eigenschaften 1.6 Chirale - Planar-chirale 1.6.2 Zentral-chirale 1.6.3 1.6.4 - Mechanismus 26 Organische Synthese 27 Racemisierung 27 Mechanismus 27 28 und Halbwertszeiten 30 31 Ruthenium-Halbsandwichkomplexe 1.6.1 1.7 - - 32 33 Rutheniumkomplexe Rutheniumkomplexe 36 Chirale Olefin-Ruthemumkomplexe 40 Chirale Tef/zer-Ruthemumkomplexe 41 47 Katalyse 1.7.1 Einfuhrung 47 1.7.2 Lewissauren 49 1.7.3 Ruthemum-Halbsandwichkomplexe in 1.7.4 Hydrierung 50 1.7.5 Transferhydrierung 52 der Katalyse 50 XVII 1.7.6 Diels-Alder-Reaktion 54 1.7.7 1,3-Dipolare Cycloaddition 59 1.7.8 Alkenmetathese 61 1.7.9 Olefinisomensierung 63 Cyclopropanierung 1.8 65 65 1.8.1 Einfuhrung 1.8.2 Cyclopropanierung mit Diazo-und Methylenverbindungen 67 1.8.2.1 Diazomethan 67 1.8.2.2 Diazoester 67 1.8.2.3 Simmons-Smith-Reaktion 67 1.8.3 Mechanismus und Stereokontrolle 1.8.3.1 Mechanismus der 1.8.3.2 Stereokontrolle bei der 1.8.4 69 69 Cyclopropanierung 70 Cyclopropanierung Asymmetrische Cyclopropanierung mit Ubergangsmetallen 73 1.8.4.1 Kupferkatalysatoren 73 1.8.4.2 Rhodiumsysteme 76 1.8.5 Cw-Selektivitat in der 77 Cyclopropanierung 1.8.5.1 Cw-selektiver stochiometnscher Carbentransfer 78 1.8.5.2 Cw-selektive Reaktionen 81 1.8.5.3 Cis- und enantioselektive katalytische Cyclopropamerungen 82 katalytische 1.8.6 Asymmetrische Cyclopropanierung mit 1.8.7 Ruthenium-Halbsandwichkomplexe in Rutheniumsystemen der Cyclopropanierung Phosphoramidit-Liganden 1.9 1.9.1 Einzahmge 1.9.2 Chirale 1.10 Kapitel 96 zweizahnige Phosphorliganden 97 dieser Arbeit 103 109 Komplexchemie Phosphoramiditliganden 2.1 2.1.1 Synthese 2.1.2 Phosphoramidat 2.1.3 Kristallstruktur 2.1.4 Synthese 2.1.5 Die von von 111 Phosphoramidit la 112 la von 93 96 einzahmge Phosphoramidite Zielsetzung 2 und 84 112 Phosphoramidat Phosphoramidit Synthesemethoden von la 113 115 lb Feringa und Alexakis ein Vergleich 117 2.2 Rutheniumvorläufer 118 2.3 Ruthenium-Phosphoramiditkomplexe 119 2.3.1 Koordinationschemie mit [RuCl2(rf,-p-Cym)(la-KP)] 2.3.1.1 Synthese 2.3.1.2 Kristallstruktur XVIII von einzahnigen Phosphoramiditliganden von 119 (2a) [RuCl2(7VCym)(la-xf)] 119 (2a) 121 2.3.1.3 Synthese von [RuCl2(îf-p-Cym)(lb-KP)] 2.3.1.4 Synthese von [RuCl2(76-p-Cym)(lb'-xf)] 2.3.2 Reaktivität und 123 (2b) 125 (2b') 126 zweizahnige P,C-Koordination [RuCl(rf-p-Cym){\,2-^-la-KP)]VF6 2.3.2.1 Synthese 2.3.2.2 Carbonylkomplex[RuCl(76-p-Cym)(CO)(la-xf)]PF6 2.3.2.3 Struktur 2.3.2.4 Synthese 2.3.2.5 Struktur 2.3.2.6 Kristallstruktur 2.3.2.7 Synthese 2.3.3 Verlust von von von von von [RuCl(76-p-Cym)(l,2-7-la-xf)]PF6 [RuCl(76-p-Cym)(lb-xf)]PF6 (3b) von p-Cymol-Verlust 2.3.3.2 Struktur 2.3.3.3 Kristallstruktur 233.4 p-Cymol-Verlust 2.3.3.5 Struktur 2.3.4 Kapitel [RuCl(76-p-Cym)(lb-xf)]PF6 (3b) [RuCl(76-p-Cym)(lb'-xf)]PF6 (3b') 2.3.3.1 von (3a) [RuCl(;/VCym)(lb-x?)]PF6 (3b) vonp-Cymol von (3a) und î] -Koordination bei neutralen von bei kationischen (4a) Komplexen [Ru2Cl2(76-la-xf)2](PF6)2 (5a) PGSE-NMR-Diffusionsmessungen 3 3.1.1 Erste 134 135 138 143 144 147 151 152 155 161 Katalyse Cyclopropanierung 3.1 130 145 (4a) [RuCl2(76-la-x?)] 129 144 Komplexen [RuCl2(76-la-xf)] 128 163 Cyclopropamerungsversuche 164 3.1.1.1 Cyclopropanierung von Styrol 164 3.1.1.2 Cyclopropanierung von a-Methylstyrol 165 3.1.1.3 Katalysator Ligand mit lb 3.1.2 Aktivierung 3.1.3 Enantioselektivitat 168 3.1.4 Elektronischer Effekt 169 3.1.5 Like- und 3.1.6 Stabilität 171 3.1.7 Aktivität 173 3.1.8 Diastereoselektivitat 174 3.1.9 Biphenol-basierte Phosphoramiditliganden 175 3.2 mit T1PF6 oder Et3OPF6 166 unlike-, matched- und mismatched-hig&nden Diels-Alder-Reaktion 167 169 179 3.2.1 Substrate und 3.2.2 Aktivität 180 3.2.3 Selektivität 182 3.2.4 Lewisaciditat und Aktivierung Oxophihe 179 183 Kapitel 4 Schlussfolgerung und Ausblick 189 4.1 Schlussfolgerung 191 4.2 Ausblick 193 Kapitel 5.1 5 Experimenteller Allgemeine Losungsmittel 5.1.2 Arbeitstechniken 5.1.3 Analytische 199 und Chemikalien 199 200 Methoden 201 Phosphoramiditliganden 205 5.2.1 Chirale Amine 205 5.2.2 Phosphoramiditliganden 209 5.2.3 Phosphoramidat 214 5.3 Ruthenium-Phosphoramiditkomplexe 215 5.3.1 Ruthenium vorlaufer 215 5.3.2 Chirale 216 5.3.3 Racemische 5.4 Ruthemum-Phosphoramiditkomplexe Ruthemum-Phosphoramiditkomplexe Cyclopropanierung 232 240 5.4.1 Typische Katalysebedingungen 240 5.4.2 Quantitative (achirale) GC-Analysen 240 5.4.3 Chirale 242 5.4.4 Produkte der 5.5 GC-Analysen 243 Cyclopropanierung Diels-Alder-Reaktion 245 5.5.1 Typische Katalysebedingungen 245 5.5.2 Chirale 245 5.5.3 Produkt der Diels-Alder-Reaktion 5.6 GC-Analysen 246 NMR-Diffusionsmessungen 5.6.1 Einleitung 5.6.2 Modifiziertes 5.6.3 Messung 5.6.4 Experimentelles Kapitel 6 und 247 247 Stejskal-Tanner-Expenment 247 Datenaufarbeitung 248 249 253 Anhang Abkürzungen 6.1 Liste der 6.2 Nummerierung XX 197 Methoden 5.1.1 5.2 Teil 255 und Nomenklatur 263 der 263 6.2.1 Nummerierung 6.2.2 Kompaktschreibweise Liganden der und Komplexe Liganden und Komplexe 264 3 Systematische Namen nach IUPAC Stereochemie, Chiralität Nomenklatur und Nomenklatursysteme 266 Cyclopropanen 269 Darstellung Kristallographische Verzeichnisse der und 264 von 273 Daten Schemata, Abbildungen und Tabellen 277 1 Verzeichnis der Schemata 277 2 Verzeichnis der 281 3 Verzeichnis der Tabellen Abbildungen 285 Literatur 286 Curriculum Vitae 303 Kapitel 1 Einleitung Einleitung 1 1.1 Aufbau dieser Arbeit der In stabilisierte Dissertation vorliegenden Rutheniumphosphoramiditkomplexe Cyclopropanierung von durch werden Aryl-Metall-Wechselwirkungen asymmetrischen und deren Einsatz in der Olefinen behandelt. Hierfür wurde die Arbeit in sieben Kapitel gegliedert: Einleitung, Rutheniumphosphoramiditkomplexe, Katalyse, Zusammenfassung und Ausblick, Experimenteller Teil und Anhang. Kapitel gibt nach 1 über Sandwich- und einer kurzen die im Allgemeinen, sind die Unterkapitel Katalyse Komplexe aufgeführt. zuerst zur optischen Halbsandwich-Übergangsmetallkomplexe. d6-Übergangsmetallkomplexe beschrieben. Im Einleitung katalysatoren besprochen Katalysatorsysteme im wichtigsten Anwendungen Dann wird detailliert auf die bekanntesten Anschliessend werden chirale Rutheniumanaloga dann Einführung Aktivität eine Speziellen der erwähnten Cyclopropanierung eingegangen, und schliesslich werden. Zum Schluss wird die «s-selektive der Ligandklasse wobei Ruthenium¬ Phosphoramidite vorgestellt. In Kapitel 2 werden zu Beginn verwendete Rutheniumvorläufer der entsprechenden Kristallstrukturen, zweidimensionale Cyclopropanierung Schlussfolgerung weiterführende Studien sämtliche zu systematischen Chiralität und Darstellung wird in Abbildungen und die Zudem und Analyse werden drei PGSE-NMR- Daten aller Namen zur Kapitel Bestimmung 3 von und die Diels-Alder-Reaktion als beschrieben. Kapitel 4 gezogen und der Synthesen und hergestellten Verbindungen Kapitel der Anwendung wird in es wird ein Ausblick über Forschungsthema gegeben. 6 eine Liste mit und einen Katalyseexperimente sind in Kapitel Abkürzungen, Rutheniumkomplexe, Nomenklatursysteme von erläutert. asymmetrischen Katalyse Olefinen als erste experimentelle Beschreibung analytische in der Phosphoramiditkomplexe diesem Schliesslich beinhaltet die von Anwendungsmöglichkeit werden Die Herstellung NMR-Korrelationsexperimente Rutheniumkomplexe Aktivität und Selektivität der Eine Dann werden die und der diskutiert. Der Einsatz der weitere vorgestellt. Rutheniumphosphoramiditkomplexe Diffusionsmessungen behandelt. Die synthetisierten Phosphoramiditliganden die einen ebensolchen die Exkurs über 5 sowie aufgeführt. Nummerierung über die und Stereochemie, Nomenklatur und Cyclopropanen, kristallographische Daten, Verzeichnisse der Schemata, und Tabellen, eine Literaturliste und den Curriculum Vitae. 3 1 Einleitung 1.2 Aktivität und Optische geschichtlich dieser In "Einleitung" die Chemie Chemie beschliessen dieses Die Durchgang Aktivität, durch was optisch aktive stellten von 1797 damit 1810 als Stoffe Arbeiten widerlegten Chemie. Er schrieb aus wirklichen Wöhlers dann Ursprung dieses durch ursprünglich Erklärung vorgeschlagen. er hatte, Kaliumcyanat und Er hielt es für Berzelius unmöglich, ("vis vitalis") entstehen (Vitalismus). Wöhlers Vorstellung überhaupt Synthese Weg für die organische und ebneten den Ihnen sagen, dass ich Harnstoff muss ein Tier, sei es Mensch oder Hund, des Harnstoffs als den Biots Le Stereochemie Bel[5] der und 1859 Entdeckung gründet van't durch der unterschiedlichen Traubensäure mit einer Pinzette in die 4 Fourcroy und Nachdem Döbereiner von nötig zu der modernen Beginn optischen der Aktivität den auf der Annahme eines tetraedrisehen Hoff161 im Pasteur[7] Jahre D- Kristallformen 1874.[1] erkundeten Bereits 1848 wies Pasteur erstmals das Vorkommen aufgrund bereits 1729 Fachgebiets.[1] Kohlenstoffatoms zur Reaktion Organismus.[4] lebendem antedatiert organischen Die Basis der indem sollte.[1] "Naturverbindungen" genannt. seinen Freund Berzelius: "Ich man organischen Chemie, früher Lebenskraft machen kann, ohne dazu Nieren oder haben." Betrachtet optischen Ammoniak und Wasser diskutiert durch erstmals wurden diese verbreitete an der Entdeckung zur herzustellen, und glaubte, sie würden in Lebewesen durch die geheimnisvollen einer Lichtes beim Drehung polarisierten hergestellt. Stoffe künstlich Wirkung Cyanoxid, aus Wöhler[3] von Organische Verbindungen organische zur eingehendere Untersuchungen an.[2] 1828 sie anorganischen in der Rouelle im Harn als Substanz entdecket. wurde Ammoniumsulfat künstlich Kapitels Aktivität und der synthetisch hergestellte organische Verbindung Zusammensetzung Harnstoff optischen Asymmetrie Lösungen führten 1812 bereits 1819 seine definierte der die Chemie des 20. und 21. Jahrhundert prägen Boerhave und 1773 erneut Vauquelin Anfänge des Beginn zu Unterkapitel. Harnstoff wurde als erste von Die vorgestellt. werden im Gebiet der durchgeführten Untersuchungen Biot von Einführung orientierten wichtigsten Errungenschaften organischen (Stereo-) Atome asymmetrische die und L-Weinsäure trennte von Diese optischen wurde Isomerie Enantiomeren Kristalle des (Abbildung nach, Racemat der 1).[8] Einleitung 1 ÇH H02C /\/C02H ÖH 1: Abbildung In der D-(-)-Weinsaure es Werner entdeckte die diesem Gebiet organischen in der optische handelte Isomerie unter Chemie eine zentrale Rolle der er 1899 | HpN >0 O Ein dutzend Schwierigkeiten Vorhersage optisch Existenz asymmetrisches optisch sich mit wurde.[1] So gelang und grosse 1848)[7] der von Cl2 ' CI andere was als unüberwindbare Kohlenstoffatom grosse und Das organischen gleiches eines ihn zum Cobaltatom" wie die durch ein sie sind Werner beobachtete optisch-isomeren Cobaltverbindungen strukturellen Bau dieser der Traubensäure in aktive was Spiegelbildisomeren: Drehvermögen.[13] der einsichtige Auflösung "asymmetrische zeigen ähnliche Eigenschaften, Beständigkeit erstmaligen Trennung optisch (Abbildung 2). erzeugten Variationsmöglichkeiten im wurden zahlreiche Synthese Co(III)komplexes,[912] [CoCl(en)2(NH3)]Cl2,[13] Isomeren. Diese Racemisierung, Nach der bringend, ihm 1911 die erste aktiv und haben entgegengesetzt damals keine 2).[11] betrachtet haben dürften, mussten verstreichen, bevor Werners erfüllt der Ethylendiamin-Co(III)komplexe. Arbeit, aktiven oktaedrischen zur Möglichkeit ^ /NH2 Gründer der Koordinationschemie machte führt Form die 1 | H2N O aktive oktaedrische Jahre trans- H2N^ | ^NHg ,NH2 Optisch gedruckter ,/\ NH2 \ ' H2N^ | ^O 2: Verbindung Oxalatobis(ethylendiamin)cobalt(III)- ersten Mal in 1 X spielt.[9] und Seine erste Arbeit in Koordinationsverbindungen erwähnt (Abbildung NH2 Abbildung spielte organischen der Auflösung zum ] Koordinationschemie.[ einer Publikation über In salze, [Co(en)2(C204)]X, hat Konzept der Asymmetrie verhältnismässig spät Aktivität in der von Hexahydrophthalsäure.[10] optischen L-(+)-Weinsaure. Chemie wurde das anorganischen obschon eingeführt, und Verbindungen. D- und L-Weinsäure Kohlenstoffverbindungen Cabcd (Pasteur, entdeckt.[8] Mit Trennung quaternärer Ammoniumsalze [NabcdJX (Le Bel, 1891; Pope und Peacky, 1899)[8] sowie siliciumorganischer Verbindungen Siabcd (Kipping, 1907)[14] wurden erstmals 5 1 Einleitung ohne optische Antipoden isomeren vom optischen asymmetrisches Kohlenstoffatom gewonnen. Spiegelbild¬ Typus CHDRR' (Eliel sowie Alexander, beide 1949) stellen die mit Isomere isotopensubstituierten Phosphorverbindung der Racematspaltung Zentren Schliesslich wurden dar. P(Me)(Pr)(Ph) (Horner, Manganverbindung [Mn(Cp)(CO)(PPh3)(NO)]PF6 (6) (Brunner, Antipoden Die mit einem Metallzentrum isoliert a 1969)[16] bzw. mit der bzw. der erstmals optische pseudotetraedri sehen (Abbildung 3). ,1PF6 "|x a Nichtmetallzentrum pyramidalen 1961)[15] ersten a ce F^D c Me Pr ON"/Mn^ CO Ph3P 6 Abbildung und 3: aktive Optisch optische Antipoden zentrum mit C-, N- und Si-Verbindung, optische Isomere einem Kohlenstoff, z. es Werners Arbeit war pseudotetraednschen Metall¬ einem ist, dass Verbindungen mit anderen asymmetrischen Atomen als so umfassten sämtliche Fälle Atome mit tetraedrischer hingegen involvierte eine unerwiesenen oktaedrischen optisch aktive vier verschiedenen Die erste Sandwich- und 6 Zentren Stickstoff, Phosphor, Schwefel, Selen, Zinn und Silicium, B. aufgelöst wurden, Kapitel Nichtmetallzentrum bzw. isotopensubstituierten (6). Wenngleich keine pyramidalen mit Konfiguration. Verbindung Liganden Verbindung optische Auflösung und eines Anordnung.[1] noch sechziger Jahre in der ein Übergangsmetallatom M von Einführung von L4 umgeben ist.[12] Metallkomplexes (6) wird nach der Halbsandwich-Übergangsmetallkomplexen (siehe Kapitel 1.5 beschrieben. Werner vorgeschlagenen, jedoch Indessen existierte bis Ende der [M(L1)(L2)(L3)(L4)], L1, L2, L3 mit der vor 1.3 und 1.4) in Einleitung 1 1.3 Halbsandwich-Übergangsmetallkomplexe Sandwich- und Wahrscheinlich wurde das "Sandwich" nach John 1792), einem Londoner Minister und leidenschaftlichen nach im John Montagu soll sich daraufhin haben Jahr 1762 wahrend legen lassen, soll...[1718] Doch Die erste 1901 worauf was aus und entzündet sich wurde.[20] Komplexes gelang Nach der Pauson[22] Tur fur augenblicklich aber nicht und Kalium Luft, weshalb es sich des vor Mitte der fünfziger Jahre.[2 verlangt haben KCp seiner ist wurde sehr reaktiv der 1919 wurde. von Charakterisierung Hein dieses ] [Fe(Cp)2], im Jahr 1951 durch wahren Beschaffenheit durch Kealy Wilkinson[23] und die Entdeckung diejenige Ferrocen und Ruthenocen in Verbindung seit von Ferrocen und Ruthenocen Wilkinson[26] jeher von Komplexen, metallorganischen die im Chemie gehören als chemischen werden zutragt, von wurde eine unabhängige Miller, Tebboth und Tremaine[2 Der Chemie des Jahr 1952 durch Ferrocen früher bereits veröffentlicht.[24] im von Wissenschaft der ] Ruthenocens, [Ru(Cp)2], wurde relativ wenig Beachtung geschenkt, beachtlichem Interesse thermisch sehr stabil ist, überdies stabiler als Ferrocen der Brotscheiben Analyse verzichtet und strukturelle des Ferrocens, Entdeckung hergestellt.1191 Aren-Metallkomplex dar, kompositionelle öfteren indes spater Familie Sandwich" wie vorerst auf eine Sandwichubergangsmetallkomplexe eingereicht, obschon in zwei Essen fand. "Anorganische Renaissance"(Abbildung 4).[24] derselben seiner an zufalligen Synthese Darstellung nach "Brot zum Legende tun? zu ersten molekularen Die definitive 4: Die ersten Wie ein der der keine Zeit Dienstmadehen das Essen ebenfalls Mitspieler Cyclopentadien (CpH) öffnete 1952 die eine Abbildung von seinem hat das mit Chemie [Cr(CôH5)5Br] stellt den isoliert stundenlangen Cnbbage-Spiels eines ein Spieler benannt, Cyclopentadienyl-Metallverbindung, Cyclopentadienylkalium (K(Cp)), Thiele von Montagu, 4. Earl of Sandwich (1718- (Abbildung war. Ruthenocen 4).[2728] Dicylopentadienylmetallverbindungen zu einer Jargon als "Sandwich" bezeichnet werden.12 diejenigen Hautgruppen- oder ] In Ubergangsmetall- 1 Einleitung Sandwichkomplexe bezeichnet, deren Charakteristikum ein im engeren Sinne komplexe als mit planaren, (nahezu) parallelen, cyclischen, organischen zwei (entsprechen DurchdringungsMetallocene, Entdeckung und werden verwendet. Besonders mit auch Sandwichkomplexe diese Doppelkegelkomplexe wichtig die sind dabei die Cyclopentadienylliganden.[29] zwei neue Klasse Namen Seit der Verbindungen von entwickelt.[24] synthetisierte Cyclopentadienylring an 1954 5).[30] Molybdäns (Abbildung teilweise für des Ferrocens wurden die Metallocene als eine Wilkinson und Aufbaus [M(Cp)2], Verbindungen erforscht und Liganden von Brotscheiben) komplexiertes (Metall)-Atom (entspricht dem Fleisch) ist. den ihres Aufgrund Sätzen jedes Cyclopentadienylcarbonylverbindungen diesen In zweikernigen Komplexen Metallzentrum und gebunden die des Wolframs ist jeweils Carbonylgruppen ein sind (Molybdän) verbrückend.[31] O 0~C oc- •w-w^co ,C O o 5: Diese Zweikernige Cyclopentadienylkomplexe stellen Komplexe darauf wurden dann auch die synthetisiert,[32] stellte [Mn(Cp)(CO)3][36] 6: Wenn 1954 und den 8 [38] ersten Q C O t> Molybdäns. Monocyclopentadienylverbindungen zweikernige [Co(Cp)(CO)2][37] und Kurz Eisencyclopentadienylcarbonylkomplexe aufweisend33'341 Struktur einkernigen folgten dar. Mit [V(Cp)(CO)4][35] Monocyclopentadienylkomplex alsbald her, (Abbildung 6). Einkernige Monocyclopentadienylcarbonylkomplexe. Cyclopentadienylkomplexe Verbindungsklasse erweckten, das Bild. ersten des Wolframs und analogen Chrom- die ebenfalls eine Fischer Abbildung die \ / Mo—Mo cco Abbildung ,c \ Offensichtlich bis 1955 den Anschein dann änderten die dramatischen begannen etliche Forscher einer Entwicklungen über eine einzigartigen dieses Jahres mögliche Bildung stabiler Einleitung 1 Komplexe mit Benzol und dessen Derivaten Vermutungen wurden durch Fischers Synthese Diarenkomplex, im selben Jahr spekulieren. zu von bestätigt (Abbildung S anfanglich Die nur Dibenzolchrom, [Cr(C6H6)2], dem vagen ersten 7).[39] ~] V , BPh4 Cr ICrI s^l M y ^ M 7: Chrom Abbildung In den , Eisen und Rutheniumdiarenkomplex drei Jahren wurde durch intensive folgenden Benzolderivatkomplexe mit [Ru(MES)2](BPh4)2[41] den Herstellung entsprechenden voneinander von Aren zu in (Abbildung 8). Komplexen Natta in Diese viele Benzol- und So auch 1957 der erste l,3,5-Me3C6H3), und bereits = z. Chromhexacarbonyl [Cr(CO)ô] Deutschland,[43] realisiert stabileren (MES Arentncarbonylchromverbindungen, Arenen und Fischer Grossbntanien[4546] Zugang von isoliert.[40] [Fe(MES)2](BPh4)2[42] (Abbildung analoge Eisenkomplex, Die Untersuchungen zahlreichen anderen Metallen Ruthemum(II)arenkomplex, 1956 der Fe, Ru = Italien[44] 7). B. [Cr(C6H6)(CO)3], wurde unabhängig 1958 und Nicholls und Synthesemethode dar und erregte weltweites stellte Interesse Whiting einen an aus den in einfachen (Mono-) Verbindungen.[38] oc /Kco Abbildung Der 8: Chromaren erste und 8).[48] Thiophen Resonanzenergie oc Heteroaromattncarbonylkomplex [Cr(C4H4S)(CO)3],[47] Heteroaromatkomplex, Heterozyklus Thiophen weist von /So oc oc und wurde 1958 charakteristische 29.1 kcal-mol von ebenfalls Eigenschaften (35.9 kcal-mol von von enthalt Fischer aromatischen den hergestellt (Abbildung Benzol auf, wie z. B. die hohe furCôHô). 9 1 Einleitung einfache Eine bisarenkomplexen Methode des Typs zur Synthese [Ru(Aren1)(Aren2)]X2 wurde von Ruthenium- gemischten diversen von Bennett entwickelt (Abbildung 9).[49] X PF6, BF4 = R' = H, Ph, OH, OMe, C(0)Me, C02H, C02Me, NMe2, CI, CF3 9: Gemischte Abbildung Ruthemumbisarenkomplexe. Die Abstraktion eines gebundenen Chloroliganden oder AgPFö, gefolgt von Trifluoressigsäure CF3CO2H ergab hohen von einer Reaktion mit dem die aus [RuCl2(Aren1)]2 entsprechenden Aren mittels (Aren2) Bisarenrutheniumkomplexe in AgBF4 Gegenwart in moderaten bis Ausbeuten.[49] Analogie In Begriff der zu den Sandwichkomplexen (mit "Halbsandwichkomplexe" 6 und (vgl. Abbildungen 8).[27] für Systeme zwei mit cyclischen Liganden) nur In "Piano-Stuhl"- oder einem wurde der Arenliganden eingeführt Klavierstuhlkomplexen, die eine Untergruppe der Halbsandwichkomplexe darstellen, bildet das Aren die Sitzfläche eines Klavierschemels und die anderen drei (oder auch vier) Liganden die Beine (Dreibein, resp. Vierbein).[50] Im Folgenden bevor den 10 Kapiteln wird näher auf achirale 1.5 und 1.6 dann chirale Rutheniumhalbsandwichsysteme eingegangen, Übergangsmetallkomplexe eingeführt werden. 1 1.4 Einleitung Ruthenium(II)-Halbsandwichkomplexe Synthese An dieser Stelle soll genauer auf die Cp- von Arenhalbsandwichsystemen und des Rutheniums eingegangen werden. Rutheniumhalbsandwichkomplexe Level an katalytischer hingegen als ist verbindungen Aktivität auf, weshalb wurden 1962 [Ru(Cp)X(CO)2] unwirksam. Katalysator von fur verschiedenste weisen eingehend sie Die Fischer[51] resp. Eisenverbindung, [Fe(Cp)(CO)2]2, wurden.[27] und 1963 als [Ru(Cp)(CO)2]2 Wilkinson[52] synthetisiert (Abbildung 10). war indes schon ein hohes Ruthenocen Monocyclopentadienylruthenium- ersten Form des duneren in studiert Reaktionen monomeres Die analoge langer bekannt.[53] O /C\ /C0 «, Ru Ru oc c o oc X Abbildung 10: Dimere resp Der monomere mittels wird tnruthenium (M(Cp)) Cyclopentadien mit ist Cyclopentadienylruthemumkomplexen, dieser Komplexe unterscheidet den in Hilfe mit eingeführt.[27] eine Reaktion Die organometallischen eines geeignete Methode von fur Dodecacarbonyl- die Praparation Carbonylliganden enthalten.[54] die sich Monocyclopentadienylruthenium- meisten oder Cyclopentadien Cyclopentadienylreagenzes H, D, I, Me, Et Monocyclopentadienylruthemumkomplexe Cyclopentadienylnng komplexen = nur geringfügig von der von Die Reaktivität entsprechender Eisen- verbindungen.[55 56] Die Ubergangsmetallchemie stereoselektiven eingesetzt.[57] Hilfsstoff Methoden Das fur zur wird zusehends Veränderung von fur die Entwicklung von regio- gebundenen organischen Fragmenten Cyclopentadienylbisphosphanruthemumsystem [Ru(Cp)X(PR3)2] solche Umwandlungen Carbonylkomplexen erhöhte geeignet Reaktivität auf. Der und und weist eine im ist Vergleich Carbonylkomplex [RuCl(Cp)(CO)2] als zu ist aus [RuCi2(CO)3]2 und Tl(Cp) erhaltlich, stellt aber vermutlich keinen sehr nutzlichen Vorlaufer fur Verbindungen [Fe(Cp)X(CO)2] Einzig mit des Typs werden mit Tnphenylphosphit [Ru(Cp)X(PR3)2] dar.[55] einzahmgen Phosphanen konnten unter extremen Im nur Falle der Ei sen Verbindungen Monocarbonylkomplexe erhalten. Bedingungen disubstituierte Komplexe 11 1 Einleitung [Fe(Cp)X(P(OPh)3)2] synthetisiert substituierten nur in Phosphankomplexen [M(Cp)X(PR3)2] (M eingeschränktem sich als besserer Ansatz für die Letzteres mit oder dem [RuCl(Cp)(PPh3)2] von stellt ein carbonylfreien von Cyclopentadienylanion wurde erstmals durch Reaktion (PPh3) erhältlich (Schema und von hergestellt.[59] Rutheniumkomplexe Rutheniumtrichlorid-trihydrat (RuCl3-3H20) aus erwies Ruthenium Verbindungen.[58] Startmaterial für diverse geeignetes vollständig Fe, Ru) durch Carbonylaustausch Umsetzung gewünschten der Herstellung Dichlorotris(triphenylphosphan)ruthenium, [RuCl2(PPh3)3], mit seinerseits einfach = Die Cyclopentadien Synthese Rutheniumkomplex Cyclopentadien möglich. Masse Rutheniumhalogenidkomplexen Der werden. Offensichtlich ist die da und ist Triphenylphosphan 1).[60] PPh 3 Cl^Ru.PPh3 RuCI33H20 Schema 1: S ynthese Die von die benötigten Quantitäten Ausbeute und die dabei die des Vorteile aus [RuCl(Cp)(PPh3)2] Thalliumcyclopentadienids Eine verbesserte, von CI Rutheniumtnchlorid-tnhydrat. weniger lange Reaktionszeiten, verwendende Methode wurde Bildung tragenden zwar des Mengen.[57] Herstellung grösserer Triphenylphosphan / Ph3P Bisphosphanrutheniumkomplexes des [RuCl2(PPh3)3] und Tl(Cp) benötigt und Kh3Kp Dichlorotris(tnphenylphosphan)ruthemum Synthese Ru^ ph XI Ph3P sind Bruce et al. Komplexes [RuCl(Cp)(PPh3)2] aber die Toxizität unpassend Cyclopentadien, für RuCl3-3H20 entwickelt.[61'62] in einer aus die und Die hohe Eintopfreaktion sind (Schema 2). RuCI33H903on2u + + \\ // \\ ij PPh3 nhPh„P" p Kn3K3 Ru // s \ ^Cl Ph3P Schema 2: Die einer Cyclopentadienylbis(tnphenylphosphan)ruthenium-Synthese Umsetzung Reduktion [RuCl(Cp)(PR3)2], die Metalls als und nützliche Rutheniumphosphankomplexen, 12 Topf. RuCl3-3H20 mit Cyclopentadien und einem Phosphan führt von des in einem z. B. ergibt Vorläufer zu Cyclopentadienylruthenium(II)komplexe für Synthese die [RuCl(Cp)(PPh3)2],[ 7] einer Verwendung Vielzahl von finden. Der Reiz Einleitung 1 dieses ist rasch manifest: sowohl das Chlorid als auch die Systems zahlreiche anionische und neutrale und [Ru(Cp)(L)2(L')]X = CO, MeCN; X = von = werden, woraus der Form Komplexe PPh3, PPh2Me, P(OMe)3, AsPh3, CO, MeCN; L' vielseitiges Zwischenprodukt kationische der Photolyse [Ru(Cp)X(L)2] (L ersetzt Cl, Br, I, H, Me, C6F5, BH4, BPh4, PF6, AsF6, SnCl3, HgCl3) resultieren.1581 Ein ebenfalls stellt Liganden können durch Phosphane für die Cyclopentadienylkomplex Synthese dar, [Ru(Cp)(MeCN)3]PF6 in Acetonitril erhalten werden kann [Ru(Cp)(C6H6)]PF6 Ru(Cp)komplexen von (Schema durch der 3).[63] ,1 PF6 MeCN""/Ru\L MeCN ~1 =^>lPFe PF6 hv, MeCN MeCN'7Ru--NCMe MeCN""/Ru\. lsm/T MeCN L 4*1 L' Schema 3: Die Ruthemumcyclopentadienylactetomtril-Vorlaufer Acetonitrilliganden ausgetauscht werden.[64] von [Ru(Cp)(MeCN)3]PF6 Temperatur) oder ist und und Die wichtige Anwendung und und Allgemeingültigkeit [Ru(Cp)(MeCN)3]PF6.[57] gebundenen organischen Verteilung der gebildeten Produkte hängt von der Natur (L) ab. einer grossen Auswahl des sind eine Liganden jeder gemischte Komplex [Ru(Cp)(L)(MeCN)2]PF6, [Ru(Cp)(L)2(MeCN)]PF6 Leichtigkeit Umgebung "L entsprechenden Bedingungen (Lösungsmittel unter der verwendeten Donormolekülen Herstellung ,/ und dessen Substitution. Ligandsubstitutionsreaktionen [Ru(Cp)(L)3]PF6 erhältlich. Die ,..Ru„ sind substitutionslabil und können leicht durch andere Diese **> von Diese Restes Synthesen erlaubt die zweckdienliche Derivaten der Rutheniumhilfs Stoffe befähigen durch die den Kontrolle organometallischen Komplexes wohldefinierte Geometrie und die dieser zu Chemiker, der die [RuCl(Cp)(PR3)2] Reaktivität sterischen und Stabilität dieser elektronischen ermöglichen die Rutheniumsysteme die beeinflussen. Desweiteren konfigurationelle eines 13 1 Einleitung Synthese was die Komplexen von Durchführung entwickelt.1411 von Mit Die Substitution der Arenen und unter von in Halogene die gelang organischen Fragment am Dinaphthalinkomplex des Das Reaktions system Ruthenium des Darstellung Hydrierung von beobachtet. vorerst Naphthalin Auch zu 11).[65] (PF6)2 Rutheniums. führte im Falle Bisnaphthalinkomplex.[65] Mit der arenkomplexe universellsten basiert auf der [Cr(C6H6)2]/AlCi3/Al/Naphthalin mit [RuCi2(C6H6)]x her, das Zelonka und monomeren Komplexe die blieben Baird[67'68] des /?-Cymol[69] l,3,5-Triphenylbenzol[71] Cymolkomplexe dienlichsten Dehydrierung von Zugriffsmethoden auf Cyclohexadienderivaten Singer Ruthenium(II)- mit ethanolischen 1967 das arbeiteten die Methode für die Synthese Typs [RuCi2(R'-Aren)(PR3)] mit Benzol und substituierten Benzolderivaten wie entwickelte stellen nützliche Bennett Vorläufer ein Verfahren dar.[69] Die von aus. Xylol, zweikernigen Für Mesitylen[70] (Abbildung Chloroliganden ausgetauscht werden,[67'6870] sodass Komplexe des Typs und entsprechende 12).[72] von Aren)(PR3)] können durch Umsetzung mit den korrespondierenden Salzen gegen resultieren.[72] polymère Monoarenrutheniumderivat.[66] erste Komplexen mit und Auf diese Weise stellten Winkaus und RuCl3-xH20-Lösungen. 14 wurde kompliziertes Reaktionsgemisch Tetralin und mit Osmium ein Ligandaustauchversuche hingegen Eisen von erfolglos. Eine SCN Fischer Ruthenium(II)naphthalinkomplexes MCla/AlCla/Al/Naphthalin/Hexamethylbenzol gewünschten zum von Rutheniumarenkomplexe [Ru(Aren)2]2+. die ~| 11: erlaubt. RuCl3 mit Lewissäuren ergab in Gegenwart [Ru(NAP)2](PF6)2, der eine Sandwichstruktur aufweist (Abbildung Abbildung (siehe Kapitel 1.6), 776-Arenruthenium(II)komplexen wurde Reduktionsbedingungen Methode dieser Rutheniumzentrum stereoselektiven Reaktionen von allgemeine Synthese Die erste asymmetrischen mit einem oder Die p- [RuCi2(R'X = I, Br, [RuX2(R'-Aren)(PR3)] 1 X Abbildung 12: Monomere Wird = Rutheniumarenkomplexe eines aus den Messdaten höchst unsicher ist, ob Dennoch scheinen die in Bennet, Zelonka und Baird UV-Licht bestrahlt, findet neben vollständiger Austausch Schlussfolgerung von Arenkomplexes [RuCl2(R' -Aren)(PR3)] erwärmt oder mit teilweiser oder zu ein in [RuCi2(C6H6)(PBu3)] auch ausgetauscht, [RuCi2(p-Cym)(PBu3)] (p-Cym Cumen (PhCHMe2) B. z. = komplett p-Cymol) wird Zumal mit stark nur in in Rutheniumkomplexen von Metall-Ammoniakreduktion schwierig viel Benzol- weniger und geringem Masse ausgetauscht. PBU3- und PPh3-Komplexen p-Cymol nach UV-Bestrahlung die p-Cymolkomplexe mit Arenen wie ist. Halbsandwich- rf-Arenrutheniumkomplexe und Arenen elektronenspendenden seinen Phellandren erhaltlich sind, stellt die Austauschmethode Herstellung andere sogar durch bequem z. Hexamethylbenzol dar, bei denen die nicht, dass die Chemie der es p-Cymolruthemumdenvaten B., der stabileren einer a- aus dominiert wird Arenabkommlinge hergestellt wurden.[73] Hexamethylbenzolkomplex [RuCi2(C6Me6)]2 In hilfreiche Alternative fur die eine So überrascht von es erreicht werden kann. Toluol, Mesitylen oder Hexamethylbenzol. mit ersetzt. vorallem da zu sein Toluol, p-Xylol, Hexamethylbenzol oder Anisol leichtesten ein Eine quantitative schwierig, Gleichgewichtszustand (b) Von allen studierten Arenen wird p-Cymol am aromatischen allgemeiner Zersetzung ziehen erweist sich als einigen Fallen in einem Gruppe statt.[70] der aromatischen folgenden Aussagen gültig (a) Benzol wird wie Ph3, Ph2Me, PhMe2, Bu3, Et3, Me3, (OPh)3, (OEt)3, (OMe)3 Losung eine Losungsmittel CI, Br, I, SCN = R3 Einleitung Komplexe Der dieser Serie, kann nicht direkt hergestellt werden, da das entsprechende 1,4-Dien nicht (leicht) zuganglich (c) Arene scheitern, ein vielen Phosphanen Ph3, mit Aren p-Cymolkomplex fuhrt Substituenten, auszutauschen, sogar im [RuCi2(C6H6)]2-Dimer[67] verkörpert elektrophilen und und Arsanen unter Ph2Me, via elektronenziehenden beliebiges Auch das mit Austauschmethode ist. Nur die PhMe2, Knstallstrukturen von Bu3, Falle einen nukleophilen Reagenzien Bildung Et3, monomerer Me3, (OPh)3, [RuCl2(C6H6)(PMePh2)] z. B. von zum Erfolg. Cl, F, CF3 oder CC^Et, p-Cymol. hilfreichen Vorlaufer und reagiert wie z. B. Pyridin, Phosphiten, Komplexe, [RuCl2(C6H6)(PR3)] (R3 (OEt)3, (7) und (OMe)3).[50] Die = Rontgen- [RuCl20?-Cym)(PMePh2)] (8)[74] 15 1 Einleitung dass diese zeigen, die Komplexe "Piano-Stuhl"-Geometrie aufweisen wie die [Cr(;r- gleiche 1.3).[47J5J6] Aren)(CO)3]-Komplexe (vgl. Abbildung 8, Kapitel Komplex Bindungen ca. 7 und 8 weisen eine 2.19 A, zwei A, zwei Ru-C-Bindungen Phosphan. zum tertiären des ?ra«s-Einflusses einzähnigen Liganden weiterer wichtiger 2.27 A; 8: vier ca. Die langen Bindungen Phosphanee tertiären sein. Die gestaffelt angeordnet, vermutlich Konsequenz und Arenliganden trans die drei sterischen Gründen. Ein aus [Cr(;r-Aren)(CO)3] ist die geringfügige aber signifikante zu ^-Arenringe könnte die 2.21 ca. sind in beiden Fällen asymmetrische Metall-Ring-Bindung Diese sind Ru-C-Bindungen in 7 und 8. Die Tatsache, dass die Ringe leicht gekrümmt (dihedraler Winkel 7: 5°; 8: 2°) und nicht schief (tilted) könnte ein Indiz für eine gewisse Lokalisierung der ;r-Ringelektronen Kristallstrukturstudien für A).[74] 2.25 Unterschied Nicht-Planarität der sind Ru-C-Bindungen ca. der Verzerrung der gebundenen Arenringe auf (7: vier Ru-C- sein. Dies weder gefunden werden; konnte XH allerdings NMR noch IR erwähnten in den nur einen gaben Anhaltspunkt Nicht-Planarität, selbst bei Tieftemperaturanalysen. Drei mögliche Erklärungen für dieses Verhalten sind (a) die sind nicht Ringe sind Ringe planar in planar in Lösung und nicht planar im die Festkörper, (b) Lösung, aber die Protoneninequivalenz ist unauflösbar klein, oder (c) der Ring flippt schnell genug auf der NMR-Zeitskala, sodass Protonenequivalenz beobachtet wird. Die Herstellung Arendimeren eingeschränkt. in erfolgt Synthesemethode Rutheniumarenhalbsandwichkomplexen von durch vielen die schwach (COD = Synthese des der umfassen die Aren)]+-Komplexen[82] und [Ru(776-NAP)(774-COD)].[83~8 [Ru(H20)6]2+ zu Wasser oder anderen 16 Aren Ausbeuten.[50] Verfügbarkeit können Zugang schaffen.[77] im Eine Dennoch diese erheblich Rutheniumarenkomplexen Möglichkeit von mit stellt die Substitution [Ru(76-NAP)(^4-COD)] Ruthenium(0)komplex dar,[78] gefolgt wird Rutheniumdimere der zu entsprechenden den einer Umwandlung zum Dieses Dimer dient dann wie bereits erwähnt als gewünschten funktionalisierten Halbsandwichkomplexes.[80] thermischen Verdrängung[69] oder Derivatisierung die ] guten ein Aren HCl-Zugabe.[79] neben Routen Substitution1811 aus am 1,5-Cyclooctadien) durch Vorläufer für die Weitere begrenzte gebundenen Naphthalins Ru(II)-Arendimer nach mit Synthesewege Alternative funktionalisierten Seitenketten des Fällen aus von stöchiometrische Es ist auch synthetisieren. möglich, Letzteres kann photoinduzierten der koordinierten Arenen Cyclotrimerisierung Mono- und zyklische in von [Ru(Cp)(^6Alkinen mit Bisarenrutheniumkomplexe Olefine durch passenden protischen Lösungsmitteln aromatisieren.186'871 Erwärmung in Einleitung 1 thermisch und oxidativ Obgleich Rutheniumarenkomplexe Versuche ihrer direkten zu erfolglos.[70] Sowohl Herstellung durch thermische die [Ru2Cl3(PMePh2)6]Cl, Reaktion Lewissäuren als auch die ergaben nicht die (îf-CsHs) in der angetroffenen Liganden des Chemie dieses Beispiel 1.5).[89] eines Umsetzung oder von Bisarenruthenium(II)komplexen Molybdän, 777-C7H7 seit -142° " gerade es mal ein (siehe Kapitel Metall-Ligand-Bindung Fragmente ( T^-CsEDRuthenium und Mo * 0 ~110c ~154c (^-Cp^Ruthemumeinheit (zum Vergleich) Ein zur wurde die 13). Ru und die isolobalen entsprechenden Kegelwinkeln Kegelwinkel gab so als 7e~-Donor. Da Ruthenium zwei Elektronen mehr Ru z^-CsEL-Liganden. Bis 2002 fünf Elektronen (777-C7H7)Molybdän gleich verhalten (Abbildung Andererseits ist der häufigsten am bekannt sind, längerem sollten sich die isoelektronischen den den mit einem Stereogenen Metallatom z^-CsEL-Ligand 777-C7H7-Ligand C7H7)Molybdanfragmente mit zu Übergangsmetallchemie.[88] Wenngleich Übergangsmetall¬ Cycloheptarienylkomplexes 13: Die B. oder Abwesenheit (^6-C6H6) gehören und Benzol Liganden vergleichsweise wenig untersucht. beisteuert, fungiert der Abbildung (z. [RuCl2(Py)4]) Gegenwart Chloridionen mit von Cycloheptatrienylliganden Während der neutrale besitzt als in Reaktionen Ruthenium(II)- [RuCl2(PPh3)3], [RuCl3(PMe2Ph)3]) B. photochemische mit alle waren gewünschten Arenprodukte. Cyclopentadienyl komplexe Arenen von [RuCl2(CO)3]2, Ruthenium(III)komplexen (z. oder sind, stabil des der Liganden. 777-C7H7-Liganden Kegelwinkel vergleichbarer (75-C5H5)Ruthenium und (rf- viel grösser als Grösse weist hingegen der derjenige des z^-Cp^Ligand auf. Die isolobalen Ruthenium- und Molybdänverbindungen zeigen unterschiedliche Stabilitäten, wobei die ( 777-C7H7)Molybdänkomplexe im Allgemeinen konfigurationell labiler sind als die Ruthenium- begünstigt. (//-CsEDRutheniumpendants. und Die Dennoch ist in verschiedenen sich Molybdänkomplexen jeweils dieselbe Gleichgewichts Verteilungen hängen einzähnigen Liganden Konfiguration indessen stark entsprechenden am vom Metallatom verwendeten ab. 17 1 Einleitung Im nächsten Kapitel 18 Kapitel werden chirale 1.6 dann mit chiralen d6-Übergangsmetallkomplexe besprochen, Rutheniumhalbsandwichkomplexen befasst. ehe sich 1 1.5 d6-Übergangsmetallkomplexe Chirale Nach der Einführung Ein Exkurs über Anhang 1.5.1 von achiralen Sandwich- und Kapitel chirale Komplexe diesem von Halbsandwichkomplexen sollen in d6-Übergangsmetallen vorgestellt werden. Stereochemie, Chiralität und Nomenklatursysteme ist in Kapitel 6.3 im finden und ergänzt dieses zu Einleitung Kapitel. Einführung metallorganische Die organischer Vielzahl Chemie Übergangsmetalle Chemie der angesiedelt und zeichnet sich durch eine Vielfalt Reaktionsmöglichkeiten aus.[ von Forschung gereiftes Arbeitsgebiet typisch, subtilen Problemstellungen, Verbindungen und die im auf jahrzehntelange die Ausgehend intensive Chemie heute mit Synthese von und Strukturen und eine metallorganische Hinblick Reaktionen. von anorganischer der organischer des Entdeckung über hundert Jahren entwickelte sich die Chemie der im wesentlichen in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Die und strukturelle war vor Wie für ein durch befasst sich die Katalyse organischer Carbonylmetallkomplexe hingegen 2] insbesondere Tetracarbonylnickels durch Mond[90] Entdeckung ist zwischen Charakterisierung des Ferrocens in den frühen der Startschuss für die moderne Chemie der fünfziger Jahren Übergangsmetalle (vgl. Kapitel 1.3). Es folgte die goldene Zeit der präparativen metallorganischen Chemie, in der viele auch heute noch optisch als aktiven in wurden Ausgangsmaterial Tris(chelat)komplexen, den gegenübergestellt, auf stereochemische Schwerpunkt (vorallem Spezies Jahren Den des letzten Jahrhunderts bekannt sind, metallorganische pseudotetraedrischen Komplexe Stabilität für diese Studien eine Ionen Beginn wurden. Halbsandwichkomplexe die eine Dreibein- und Vierbein-Klavierstuhl-Struktur aufweisen und deren Metallatom stereogen ist. Diese wobei der die seit vierzig vergangenen Verbindungstypen erschlossen dienende wurden intensiv Aspekte gelegt wurde.[9] Da untersucht, konfigurationelle Voraussetzung ist, wurden oktaedrische Komplexe Mn1, Re1, Ru11, Rh111 und Irm) für die Synthese von von d6- substitutionsinerten 18e~- mit Stereogenen Metallatomen verwendet. Verbindungen Liganden mit L1, L2, L3 einem und Übergangsmetallatom L4 umgebenen ist, pseudotetraedrisch beschrieben.[12] beschreibt aber im Falle von Dies ist zum M, werden das häufig Verständnis Halbsandwichkomplexen von der als vier verschiedenen tetraedrisch, resp. Stereochemie dienlich, nicht die tatsächliche Koordination am 19 1 Einleitung Metallatom. Die Winkel Komplexe oktaedrisch an liegen nahe diesem bei 90° und zeigen, dass die Geometrie dieser ist: das Aren besetzt drei faciale Koordinationsstellen Klavierschemels) und die anderen drei Liganden je eine (Beine, Dreibein). sind diese r-4-Metallzentren Ausnahme bilden d3- und hochgradig low-spin d4-, d5- diesen Fällen verlaufen Synthese- Steuer- und es bereit, und planbar, das und und d6-Komplexe, steht neben der Sind Röntgenstrukturanalyse auch leistungsfähige Untersuchungsmethode zur gewöhnlich in der die die ] 6.3).[9 die kinetisch inert steht ein Methodenarsenal ähnlich dem der ermöglicht.1121 Für (siehe Kapitel Ligandaustauschreaktionen Transformationen gezielte diamagnetisch, labil und racemisieren (Sitzfläche des Eine sind.[92] In Regel langsam, organischen Chemie Komplexe zudem NMR-Spektroskopie als Verfügung. 1.5.2 Substitutionsreaktionen Hieber und führten Ellermann bereits 1963 Tricarbonylnitrosylcobalt(-l), [Co(CO)3(NO)], durch.[93] Arsens und Antimons wurden zwei CO-Liganden abhängig und ersetzt von der Substitutionsreaktionen Mit Triorganylen Reaktionstemperatur des Verbindungen Typs mit Phosphors, des stufenweise ein resp. [Co(CO)2(L)(NO)] und [Co(CO)(L)2(NO)] erhalten (Schema 4). NO NO I + OC"/0^CO I L OC",Cc\ -CO UO von mit verschiedenen z. OC'/Cc\ _co = PR3, AsR3, SbR3 R=Ph,Cy L Tncarbonylmtrosylcobalt(-l). Liganden, B. Triphenylarsin I PhsAjf^pp^ Disubstitutionsprodukte ergab NO +AsPh3 .CO mit einem +CN- °c;^PPh3 asymmetrischen 5).[93] NO I mit Disubstitutionsprodukte [Co(NO)(CO)(AsPh3)(PPh3)] (Schema NO 20 L Umsetzung äquimolarer Mengen Dicarbonylnitrosyltriphenylphosphancobalt (-1), [Co(CO)2(PPh3)(NO)], Schema 5: I UO Schema 4: Stufenweise Substitution Die NO +L -CO Cobaltatom. I "1 ! N£f°>Ph3 vier Einleitung 1 [Co(NO)(CO)(AsPh3)(PPh3)] enthält ein asymmetrisches Cobaltatom, doch "optische wurden Antipoden" noch dazumal beobachtet.1931 nicht Durch die Reaktion von [Co(CO)2(PPh3)(NO)] mit einen Alkalicyanid wurde das Anion [Co(CN)(CO)(PPh3)(NO)r erhalten, welches ebenfalls ein asymmetrisches Cobaltzentrum aufweist (Schema 5). Letzteres wurde mit Tris-(o-phenanthrolin)nickel(II)-chlorid, [Ni(Ci2H8N2)3]Ci2, Cobaltsalz [Ni(Ci2H8N2)3][Co(CN)(CO)(PPh3)(NO)] gefällt. Versuche optisch aktive 1.5.3 Erste wurden aber noch nicht Komponenten" des Hinweises optische Auflösung Hieber,[93] von eines chiralen dass organometallische Verbindungen, eines Racematspaltung Der verwendet wurden. Cyclopentadienyl-, umgeben. Mangankomplex Übergangsmetallkomplexes Kation Im einem dieses Carbonyl-, mit vier verschiedenen sterischen des Komplexes einem Nitrosyl- pseudotetraedrischen der Aufgrund Untersuchungen und die durch die hinreichend stabil sind, folgerte Brunner.[94] dem des ist das Liganden ist Natriumderivat optisch Die aktiven eines Komplexes optisch Aufgrund Alkohols voneinander getrennt werden. Das optisch aktive konfigurationell Auxiliar aktiven ein Reagenzes Konfigurationen ergab das Menthyl) (Schema in der können Konfiguration sie einfach (+)-(D,L)-Isomer 9a ist gut löslich in Petrolether, während stabil. Zur durch = nur (-)-(L,L)-Isomer 9b in diesem Lösungsmittel schwerlöslich ist. Diastereomere müsste (l/?,3/?,45)-Menthol Löslichkeitsunterschiede grosser einem Umsetzung des Enantiomerenpaars 6a/6b mit Die neutralen diastereomeren Ester 9a/9b unterscheiden sich Manganatoms. von Triphenylphosphanliganden des Einführung Reaktionen von Manganatom und einem Struktur Verlaufs Diastereomerenpaar (±)-[Mn(OC(0)Ment)(NO)(PPh3)] (9a/9b) (Ment das aus Diese relativ späte entstehenden Diastereomere sollten voneinander trennbar sein, sofern die des (6),[16] 6 kann in zwei Schritten [Mn(Cp)(CO)3] synthetisiert werden.[95] für Enantiomerenpaar vorliegen 6).[ die ein überraschender, da seit Ende des vorletzten Jahrhunderts optisch aktive organische Verbindungen zunehmend 2] in auflösbar sein sollten, wurde die erste Metallkomplexes, [Mn(Cp)(CO)(PPh3)(NO)]PF6 Brunner[94] beschriebene dem kommerziell erhältlichen umso "Spaltbarkeit durchgeführt. asymmetrisches Übergangsmetallatom besitzen, optisch erste zur schwerlösliches optische Auflösung eines Metallkomplexes Obgleich erst 1969 von als Vervollständigung Einleiten von HCl in der Im Feststoff sind die Racemattrennung wurde das Benzollösungen der getrennten 21 Einleitung 1 Diastereomeren 9a und 9b letzteren entfernt. Nach Ersatz des aus korrespondierenden PF6-Salze 6a und 6b erhalten Die Esterdiastereomere enthalten Asymmetriezentren Manganatom und drei asymmetrische Kohlenstoffatome des Menthols ist das Stereogene der Entfernung Die optischen Drehungen innerhalb der im Menthylteil asymmetrische das - des Moleküls. Nach Manganatom die einzige Chiralitätsquelle. der beiden Enantiomere haben entgegengesetzte Vorzeichen und Fehlergrenzen ~1 die gleiche Grösse.[96] PF6 + HCI + PF6 ^S^ ON ON T^CO Ph/ Na°X^j Ph3P ' 6 O U "°>Ä I ~-aY 9a . ~| wurden die (Schema 6). vier jeweils CF-Gegenions / ~| PFe "CO PhsP -NaPF6 PF6 OcA'"NO PPh3 Schema 6: Erste optisch Enantiomere den Um aus die synthetisierte aktive Ubergangsmetallkomplexe entsprechenden optische [Mn(Cp)(CO)2(NO)]PF6 vier verschiedenen asymmetrischen Manganatomen von Vielzahl eine von Komplexen.[97] mit verschiedenen neutralen Donoren Fyps [Mn(Cp)(CO)(F)(NO)]PF6 (Schema + und Freisetzung der zu untersuchen, " Die Reaktion von (F) ergab Verbindungen des 7).[98] L -CO Liganden Diastereomeren. Aktivität Brunner mit In OC"7 ^NO L= PBu3, PCy3, PBz3, P(OPh)3, P(OEt)3,AsPh3, CNPh L Schema 7: Die Halbsandwichmetallkomplexe gegenüber den mit asymmetrischem Manganatom. isoelektronischen Verbindungen [Mn(Cp)(CO)3] und [Cr(Cp) (CO)2(NO)] erleichterte Substitution der Carbonylliganden ist sowohl auf den aktivierenden 22 Einleitung 1 Einfluss des starken zurückzuführen.[97] Carbonylgruppen NO als auch auf die ^-Akzeptors Beides dass bedingt, die schwach ausgeprägt ist, nur positive Ladung Rückbindung des Komplexes Mangan vom den zu sich in ihrer leichten Substituierbarkeit was äussert. eines chiralen Metallatoms Auflösung 1975) den aus Süd-Kalifornien Beitrag grössten verbindungen. Flood, Klasse optisch der Chromatom.[ aktiven Eisenverbindungen, Simonneaux, Moise, Und als und Meyer erstmals Leblanc und die erste eine er damals Übergangsmetall¬ aktiven erfolgreich wichtige die mit Jaouen schliesslich optische Auflösung in der In [Cr((l,3- chirotopem mit Verbindung Tirouflet in den Schemata 6 und 7 sind Komplexe dreibeinigen Klavierstuhls. stellten in Dijon Titanocenserie.[101] pseudotetraedrisch Permutation Isomeren Liganden von vier bezeichnet werden.1 Liganden zu an Liganden Halbsandwichkomplexe ' fünf verschiedene den an Ecken einer den Ecken eines Tetraeders quadratischen Pyramide Die Zahl reduzieren, sodass Spitze Grundfläche der im Oktaeder von Dabei mit einer Vierbein- zur 30 ist Bildung von zwei nur fünf verschiedenen Isomere, die von die die sich Isomeriesituation 15 zu einer Liganden, (ein Phantomligand) in der quadratischen Pyramide dem entspricht. 30 Isomeren lässt sich mit drei, nur experimentell einfachen Bedingungen zwei, Bild und Spiegelbild, übrig bleiben. Der Ligand L1 soll immer Pyramide sollen lassen. und können damit identisch mit der eines Oktaeders mit sechs verschiedenen weil die freie Koordinations stelle Liganden quadratischen Pyramide zusammenfassen mit der Struktur Liganden enthalten. Während (Bild und Spiegelbild) führt, ergibt die Umstellung Enantiomerenpaaren sechsten Halbsandwichkomplexe Sie enthalten vier verschiedene Klavierstuhl-Struktur können bis der Gruppen (alle [Fe(Cp)(CH2Cl)(CO)(PPh3)].[99] B. z. optische Quadratisch-pyramidale Halbsandwichkomplexe Alle eines optisch der DiSanti und Miles entwickelten in Kalifornien [Ti(Cp)(((CH3)3C)-Cp)Cl(C6F5)] dar, 1.5.4 Zusammen mit drei weiteren Fachgebiet neuen CH3,COOCH3)C5H3)(CO)(CS)(PPh3)] 00] (6).[9] wie erwähnt die erste (USA), Dijon und Rennes (beide Frankreich) leistete zum erarbeiteten Rennes Regensburg (Deutschland) 1969 in gelang Brunner belassen identisch sein werden (L4 reduzieren die Zahl der Isomere auf drei = L (1. , Bedingung) 2. und Bedingung). zwei Diese Liganden zwei an an der Bedingungen (I—III) : ein Enantiomerenpaar mit den Liganden L2 23 1 Einleitung und L3 (I und II) und ein drittes, achirales Isomer mit den Liganden L2 und L3 eis zueinander trans zueinander durch L1, L2 und (III) (Abbildung 14). Das trans-Isomer enthält eine Symmetrieebene, die L3 hindurchgeht. ?L4 L2/- /L4 /L4 I Abbildung 14: II Reduzierung Einschränkungen der Isomerenzahl bei hinsichtlich der verwendeten Anstelle von einzähnigen unsymmetrischer zweizähniger Ligand L2-L3 Chelatligand kann nur Falls quadratisch-pyramidaler L2 Liganden übrig bleiben Struktur durch (IV und V) als einzige von und L3 soll ein (3. Bedingung). Ein solcher verwendet werden «s-Positionen besetzen, wodurch das trans-Isomer wird und die beiden c/s-Isomere allgemeinen mit Bedingung). und 2 Liganden (7 verschiedenen zwei Komplexen den (III) ausgeschlossen insgesamt 30 Isomeren des (Abbildung 15). L2A LAl IV Abbildung letztlich 15: Durch nur zwei Komplexen und als unsymmetrischen zweizahnigen Chelatliganden können in einem Verbindungen Syntheseschritt [MCl(Cp)(CO)3] (M = realisiert werden, Mo, W) (2. besetzt der Bei der Cyclopentadienylring Reaktion Carbonylligand verdrängt, resultieren immer die und des aus Chelatliganden dem kovalent Spitze der wird ein NN' mit wenn von Bedingung) wird, die eine pseudo-quadratisch-pyramidale Struktur aufweisen. unsymmetrischer Chelatligand (3. Bedingung) eingesetzt. 24 eines Bedingung). Bedingungen kommerziellen ausgegangen Verwendung Enantiomere (3 Diese drei den die V In diesen Pyramide (1. Bedingung) Pyridiniminligand (NN') [MCl(Cp)(CO)3] gebundenen Chloroliganden wird ein wird das CF- 1 Gegenion, das Metathesereaktion durch PF6~ ersetzt wird. Die beiden frei werdenden in einer Koordinations stellen zweizahnigen Einleitung Grundfläche der an besetzt Pyridiniminliganden [M(Cp)(CO)2(NN')l erhalten, die sich nur in quadratischen der und der (Schema 8). Sie können fur beide Arten werden es Konfiguration von werden Pyramide die vom Diastereomere Metallatom unterscheiden am Metallatomen (Mo, W) aufgrund von Loslichkeitsunterschieden getrennt werden. + PFe , J, OC M Schema 8: 1.5.5 Synthese diastereomerer Molybdän und Wolframkomplexe mit CO ^N^ XCO OC^ ^K CO,-CI J, ,N' N\ = Mo,W quadratisch pyramidaler Struktur Reaktionsmechanismen, Stabilität und Labilität Ubergangsmetallkomplexe unterschiedlichsten Ablaufs von am in die Isomere getrennt Metallatom markierten Aufstellung Ubergangsmetallverbindungen hergestellt und Eine attraktive Verbindungen synthetisierten optisch Metallkonfiguration der ist die aktiven Aufklarung den in bezuglich Anwendung organischen der dieser des raumlichen Komplexe Chemie grosse Rolle. Mit Hilfe der metallorganischer erwiesen ändert sich auch bei höheren oder weniger schnell ineinander der Konfigurationsstabihtat Metallkonfiguration labil, Die ersten eine in kann die Stereochemie werden. Entscheidend dafür ist die sich am als spielten neuen und aktiven Reaktionen studiert Metallatom. Manche der konfigurationsstabil, ihre Temperaturen nicht. Andere Komplexe sind die getrennten Diastereomere wandeln sich mehr um. aufgelösten organometallischen Verbindungen [Mn(Cp)(CO)(PPh3)(NO)]PF6 (6a und 6b) sind am wahrend Drehwertes. werden.[12] der Reaktionsmechanismen spielen stereochemische Untersuchungen können und Geometrien können Reaktionen. Bei der bezuglich Metallatomen Stereogenen Ligandenkombinationen Metallkonfiguration stereochemisch mit Die Metall Wochen aus konfigurationell in CH2CI2 6a/6b mit stabil und gelagert racemisieren werden Phenyllithium ohne nicht in Losung.[103] jegliche Reduzierung gebildeten Sie des Benzoylverbindungen 25 1 Einleitung [Mn(Cp)(C(0)C6H5)(PPh3)(NO)]PF6 hingegen sind Metallatom am labil konfigurationell (Abbildung 16). Beide Arten Einerseits können Stereochemie von Komplexen eignen sich von Metallatom am andererseits Komplexen Gleichgewichtsreaktionen chiralen am H Mn _. ON / PF6 optischen zu den Drehwerte CD-Spektren Beziehung der sind Dies sollen und die i pp6 Mn „ ON ^œ / O chirale, organometallische Halbsandwichkomplexe. konfigurationsstabile Komplexe - Mechanismus [Fe(Cp)(C02-Ment)(CO)(PPh3)] entsprechenden Acetylkomplexen von werden. C^> Eisenmenthylesterkomplexe Methyllithium Racemisierungs- erforscht Ph3P 16: Stabile und labile Am Metallatom können Metallatom Ph3P Die Untersuchungen 2] illustrieren. folgenden repräsentativen Beispiele 1.5.5.1 für konfigurationsstabile Komplexe Studien.1 Substitutions-, Insertions- und Spaltungsreaktionen eingesetzt werden. Mit konfigurationslabilen Abbildung indessen für mechanistische reagieren [Fe(Cp)(Ac)(CO)(PPh3)].[12] mit Die Substrat und Produkt haben entgegengesetzte Vorzeichen und ihre beinahe spiegelbildlich zueinander, was auf eine Bild-Spiegelbild- und damit auf einen Inversionsmechanimus hinweist. MeLi OC'"/e\^0~^^ V Ph3P/ ii Schema 9: Unerwartete Inversion der Der Angriff von I 26 Gruppe, I Konfiguration den sondern Me -Fe l,o. bei der Reaktion mit Methyllithium erfolgt [Fe(Cp)(C02-Ment)(CO)(PPh3)], funktionelle "v" am Methyllithium. nicht wie erwartet Carbonylliganden, Acetylliganden, umgewandelt an der Estergruppe der dadurch in die von neue wird. Das Mentholation dissoziiert Einleitung 1 von Estergruppe (frühere funktionelle Gruppe) und der [Fe(Cp)(Ac)(CO)(PPh3)]. in der Reaktion ihre Rollen. Dies keine der Methyllithium der an Estergruppe würde Am Metallatom 1.5.5.2 Optisch aktive auch an den Vielzahl von B. wurden zu Ein Angriff von Konfiguration führen. Organische Synthese auch für Reaktionen, die nicht werden.[12] organischen Synthese. stereoselektive stöchiometrische interessanten Am Metallatom Optisch optisch am Deshalb finden Die Verbindungen aktiven Auxiliaren entwickelt, Reagenzien kommerziell zur Verfügung aktive Verbindungen. konfigurationslabile Komplexe metallorganische Verbindungen atom sind im festen Zustand eine wird. Über die Enolatchemie des Acetylliganden ermöglichen sie die Synthese einer stehen. 1.5.5.3 z. - in Metallkonfiguration, obwohl ablaufen verwendet Liganden in der enantioselektiven Anwendung hochgradig einer Retention der Übergangsmetallverbindungen können (+)- und (-)-[Fe(Cp)(Ac)(CO)(PPh3)] die als zu konfigurationsstabile Komplexe chiralen Metallatom, sondern erstere einer Inversion der ausgehenden Bindungen gespalten Eisenatom vom entspricht Carbonylligand Gruppe tauschen folglich und die funktionelle Carbonylligand Der verbleibt ein es Änderung konnten. Die Ordnung. der Metallkonfiguration, Racemisierung Ein konfigurationsstabil.[12] Halbwertszeiten.1 04] In Racemisierung asymmetrischem Übergangsmetall¬ Lösung erfolgt jedoch wobei mehrere Mechanismen in vielen Fällen nachgewiesen werden Metallatom ist in den meisten Fällen eine Reaktion erster am anschauliches mit - Mass für die Halbsandwichkomplexe Konfigurationsstabilität des daher sind Dreibein-Klavierstuhl-Typs die racemisieren (oder epimerisieren) durch Liganddissoziation. Hingegen sprechen alle bisherigen Befunde dafür, dass die Konfigurationsänderung intramolekular und ohne Endeffekt der 1.5.5.4 Liganddissoziation unsymmetrische Chelatligand Am Metallatom Treten bei der von quadratisch-pyramidalen über eine Pseudorotation verläuft, bei der sich im im Komplex um konfigurationslabile Komplexe Konfigurationsänderung mit Hilfe der stereochemischen Verbindungen am - 180° dreht. Mechanismus Metallatom Zwischenstufen auf, Markierung durch optische so können Aktivität Informationen aus 27 1 Einleitung 2] Racemisierungs- und Epimensierungsexpenmenten erhalten werden.1 der Acylmangankomplexe [Mn(Cp)(Ac)(PPh3)(NO)] wird durch Die Racemisierung Spaltung eine der Mangan- Tnphenylphosphan-Bindung eingeleitet (Schema 10). Kinetische und stereochemische des Tnphenylphosphanliganden die Konfiguration kann über phosphan am zunächst eine planaren Ubergangszustand der in Folge zur ist. Diese racemisieren. die invertierte Zwischenstufe fuhrt dann Metallatom und dass bei der Dissoziation pyramidale Zwischenstufe gebildet wird, Ausgangsmaterials noch erhalten des einen an Argumente sprechen dafür, zur Anlagerung PPh, pph3 3 entgegengesetzten Konfiguration ph3p 3 PPh3 + - I ^ /Mn-Q Einen stereochemischen aktiver 1.5.5.5 vor aktive Synthesetemperaturen Metallatom Induktion Ac NO einen achiralen Ubergangszustand fur das Auftreten chiraler Zwischenstufen stellt die sofern die Zwischenstufen mit geeigneten vollständigen Racemisierung abgefangen eintritt.1 der 2] Metallkomplexe deutlich unter den Das stabilen sowohl entstehen unter werden können. kinetischer Chiralitatszentren der Synthese. unterschiedliche Kontrolle, falls die Temperaturen liegen, bei denen Epimensierung Diastereomerenverhaltnis ist dann Metallkonfiguration wahrend 28 Q^\ Diastereomerengleichgewichte Optisch können PPh3 + Ac Substitutionprodukte dar, der A \,~ NO NKZS7 I * über chirale Zwischenstufen und Beleg /Mn PPh3 ^ /Mn ON Konfigurationsanderung Phosphanhganden ^S^j? I " ON Bildung optisch Tnphenyl- Racemisierung. ^2? Schema 10: von I «y ON Ac der pyramidale Zwischenstufe I Mn\ A in Folge- der Da die Liganden ein Mass bei der fur die am optische Festlegung der Komplexe häufig luftempfindlich sind, und/oder Zersetzungsreaktionen als auch Einleitung 1 wahrend die Fraktionierungen, Isomerenverhaltnisse gewichte. Fehlen der Einfacher verandern. spezifische 50 50. Werden jedoch spezielle Effekte untersuchen zu intramolekulare wie z. Syntheseansatze der Aufarbeitung stattfinden, Racemisierungsgleich- sind Wechselwirkungen, liegen häufig diese bei C-H-^-Wechselwirkungen genutzt, B. die ca. können ausgeprägte Diastereomerenverhaltnisse erreicht werden. Arenrutheniumkomplexe, die häufig als Katalysatorvorlaufer Diastereomerenverhaltnisse aus. zeichnen werden, verwendet Fur den 2-AL((S)-l-Phenylethyl)salicylaldimin) sich durch teilweise ausgeprägt Komplex [Ru(pesa)(C6H6)(PPh3)]PF6 (Hpesa z. B. wird (/?Ru,5c)/(5RU,5c)-Verhaltnis ein (+)- = von 95 5 gefunden (Abbildung 17). <^jvl r»yh (Rru-Sc) Abbildung 17: Beim mA H (SRu,Sc) 95 5 ß Phenyleffekt und ist der Phenylrest gebundenen Benzolliganden zugewandet. "nach unten" und ist weit entfernt Phenylrest und Phenylnng dem nur bei Benzoldimeren Benzolrest und etwa 5 A in und so zweier des betragt. Ahnlich Rutheniumarenkomplexe 1-Phenylethylsubstituenten dem n- (SRu,Sc)-Diastereomer hingegen zeigt er Im ersten Fall kommt wie im auch hier festen und eine im der /?-Stellung des von flüssigen Benzolrest Benzol Phenylrestes zum da Wechselwirkung ist Metallatom wird /J-Phenyleffekt gesprochen.1105106] Komplex [Ru(pepy)(C6H6)(PPh3)]PF6 (Hpepy Wechselwirkung mit 93.5 6.5 dar. Hier dominiert im stellt ein weiteres sowie vor, T-formige Anordnung nahezu senkrecht zueinander stehen. Diese aufgrund (SRu,Sc) 93 565 nahe, dass der Abstand der Mittelpunkte 2-AL((S)-l-Phenylethyl)pyrrolcarbaldimin) Beispiel Diastereomerengleichgewicht mit das einer = von (+)- C-H"-;r- (/?RU,5c)-Isomer (Abbildung 17). Sind die nicht HPh ^-gebundenen Benzolliganden. Gasphase liegt der Phenylnng energetisch gunstig einem Benzolring vom Beim <^T>^PFe PF6 H (Rru,Sc) Diastereomerengleichgewicht CRRu,Sc)-Diastereomer der <H^>^ <^T>^PFe PF6 metallorganischen Komplexe konfigurationsstabil, dann findet üblicherweise viel schneller als die eine unter Katalysebedingungen Epimensierung katalytische an am Metallzentrum Metallatom statt. Diese Reaktion und somit sind zwei erfolgt diastereomere 29 1 Einleitung Katalysatoren asymmetrischen stereochemische Der präsent. Metallatom stattfindet, Demnach würden in obigem hängt Verlauf aber stark Fall racemische oder Reaktion, einer nur der von die einen an ab. Metallkonfiguration schwach angereicherte Produkte resultieren. Die Diastereomerengleichgewichte Metallatom zwischen können 50:50 Halbsandwichkomplexen von und 99:1 Katalysatoren unterschiedlicher Metallkonfiguration ergeben Konfiguration. Obschon zwei in einem 99:1-Gleichgewicht Grössenordnungen dominiert, stabilere Isomer der weniger aktive Katalysator 1.5.6 mit einer Konfigurationsänderungen (und umgekehrt). Deshalb ist Kombination zu finden.[104] einem aus Halogenliganden und Cyclopentadienyl- Kohlenstoffatom (z. B. mit zwei Diastereomeren, Rhodium- und einem nur zugegen ist. Iridiumhalbsandwichkomplexe oder anionischen und kontrollieren, dass organometallischen Komplexen (5M,5C), mit Stereogenen weisen häufig Pentamethylcyclopentadienylliganden, Chelatliganden (S)-Konfiguration) (RM,SC) so zu es und Halbwertszeiten Die Halbsandwichstruktur ist in vielen Metallatomen um Lösung des Problems dar, da das sein kann einzigen Metallkonfiguration Diastereomere Produkte mit entgegengesetzter wünschenswert, während der Katalyse die Metallkonfiguration ein 07] stereogenem eines der beiden Diastereomeren stellt dies nicht die Katalysator liegen.1 1:99) (resp. mit mit auf. Eine solche die sich nur einem einem asymmetrischen Ligandkombination führt in der die zu Metallkonfiguration unterscheiden. Metallkomplexe [M(Cp )Cl2]2 (M = dieses Typs lassen sich und pepy herstellen /"v. VVÖ CI HphHr M 30 den entsprechenden dimeren Vorläufern Rh, Ir) und den deprotonierten Liganden beapy (Hbeapy Benzylpyrrolcarbaldimin) Abbildung aus 18: Rhodium- und = Rh, Ir (Abbildung 18).[104] HX"/V^ Ph-rVO ; I X = CI, Br, I Iridium-pyrrolcarbaldunin-pentamethylcyclopentadienylkomplexe. = 2-N- die Für beiden Enantiomere Konfigurationsänderung wurde für die aufgrund des 115.1 (Koaleszenztemperatur, Halogenaustauschreaktionen entsprechenden min Benzylsubstituenten Br- und Mittels eine schnelle NMR-Spektroskopie eine Halbwertszeit von 46 nur mit ab NaBr 50 und wurden NaI Durch [RhCl(Cp Xpepy)] aus I-Komplexe hergestellt (Abbildung 18). waren möglich. °C keine Koaleszenzstudien Die Halbwertzeiten ms die von 2.7 (-36 °C) resp. 40.8 min (-40 °C) zeigen, dass die konfigurationelle Stabilität der Metallatome schwereren mit Raumtemperatur) (Rm,Sc):(Sm,Sc) 1.5.7 Halogenen beide zeigen ist. grösser Komplexe Gleichgewicht Im (CD2CI2, Diastereomerenverhältnis eine von 87:13. = Chiroptische Eigenschaften Optisch aktive Übergangsmetallkomplexe Drehwerte auf, welche die in der Faktor 10 bis 100 der wurde Einleitung °C) bestimmt. Für das Ir-Analogon [IrCl(Cp )(beapy)] Zersetzungsreaktionen von beobachtet.[104] Rhodiumatom am CH2-Gruppe [RhCl(Cp )(beapy)] von 1 übersteigen.19' Verbindungen her. Spektrums und organischen 08] starken CD-Spektrum Das der nur beiden Kurven sind beinahe hauptsächlich üblicherweise optischen durch nur das in ihrer Rotationen von folgenden besprochen. Kapitel Deren was Farbigkeit Bereich des und (-)- (+)für beitragen, bestimmt zumindest sind was einen die meisten ist: die Tatsache, dass CD-Spektren und die chiralen den VIS-Bereich Liganden anbelangt. Die Diastereomeren haben deshalb normalerweise entgegengesetzte Vorzeichen und sind annähernd Im Diastereomeren Dies beruht auf der Metallchromophor dazu der von um Metallkonfiguration unterscheiden, repräsentativ spiegelbildlich. geringfügig spezifische gewöhnlich sichtbaren im Cotton-Effekts veranschaulicht, [RuClMe(C6H6)((/?)-(+)-Ph2PNHCH(Me)Ph)] Diastereomere, die sich Chemie anzutreffenden beiden hohe ausgesprochen Diese grossen Drehwertewerte rühren dadurch des weisen Kapitel gleich gross. werden Anwendungen nun chirale in verschiedenen Rutheniumhalbsandwichkomplexe Katalysen ist dann Gegenstand von 1.7. 31 1 Einleitung 1.6 Chirale Ruthenium-Halbsandwichkomplexe Im Anschluss Kapitel nun chirale an chirale chiralen Verschiedenartigkeit enthalten, nahm Metallatom Metallatoms[94] stetig Rutheniumarenkomplexe Indiz fur das Auftreten optischen ihnen aber nicht synthetisierten einer Isomere dieser einzahmgem mit [Ru(Cp)(Azb)(CO)] erfolgt Tnphenylphosphan entsteht Herstellung Vielfalt von Derivaten des 1.4). Erstere publizierten Alkylierung 32 von einer optischen Auflösung Dessen und Azabenzol ölige Beschaffenheit Isomerenmischung. lasst sich auch wird eines durch war (Azb) den fur Sie erkannten sie ein richtig, werden können, was [RuCl(Azb)(CO)2]2 und aus hingegen Azobenzol erhalten. quantitativ ein Trennung duraler organometallischer [Ru(Cp)(CO)2]2 Tl(Cp) Mit der Dicarbonylkomplex Chelatbildung UV-Bestrahlung. In des letzteren Gegenwart zu von [Ru(Cp)(Azb)(PPh3)]. und Reaktion des Azobenzol Sowohl Zelonka und der ersten die 1977 berichtet. aus gluckte. [Ru(Cp)(Azb)(CO)] [Ru(Cp)(Azb)(CO)2] diesen in seit Verbindung möglicherweise aufgelost 11).[24110] sollen organometallischen Komplexen, nichtkristallisierbaren Na(Cp) herstellen (Schema Schema 11: vor [Ru(Cp)(Azb)(CO)].[109] Rutheniumkomplex Allgemeinen von Von zu. wurde indes nicht Stone und Mitarbeiter dass die und rasch im des Rutheniums behandelt werden. Halbsandwichkomplexe Die Anzahl und die asymmetrisches d6-Ubergangsmetallkomplexe Baird[6768111] Cyclopentadienylrutheniumkomplexes als auch Bennett[70] beschrieben, Komplexes [RuCi2(C6H6)]2 einfach zuganglich eine praktische Synthese [RuCl2(C6H6)]2 mit von dass ist eine grosse (vgl. Kapitel [RuCl(Me)(C6H6)(PPh3)], welche Dimethylquecksilber und die Addition eine von Einleitung 1 ] Tnphenylphosphan beinhaltet.1 dem [RuCi2(C6H6)]2-Dimer Aminosäuren unter Substitution Komplexen [RuCl(C6H6)(H2NCHRC02)] (R nur die der duralen Synthese B. wie z. oder Alanin reagieren mit Glycin Chlondions eines Arenrutheniumkomplexe, pseudotetradnschen 19).[112] Wiederum wurde nicht aber die Racematspaltung H, Me) (Abbildung = zu beschrieben. I I ?üvHU Cl / o' Pu Me "NH2 Me./ CI /NH2 "PPh2 H^Me O Ph R= H, Me Abbildung Das 19: Chirale Arenruthemumhalbsandwichkomplexe optisch entantiotopen CO-Gruppen Substitution wird in in Verdrangungsmethode eine mit 1977 ersten universell anwendbar Ph2PNHCH(Me)Ph)], her (Abbildung sein. Durch Da Oxidations stufe sind, sollte Durch die schrittweise Reaktion Arenrutheniumkomplex, 19).[108114] diese Phosphane (tf)-(+)-Ph2PNHCH(Me)Ph stellte und grossen Loslichkeitsunterschiedes trennen. Sie der beiden eine Diastereomerenbeziehung eingeführt. Ubergangsmetallkomplexen niedriger chiralen kann verdrangen.[113] [Mn(Cp-Me)(CO)2(NO)]PF6 Dimethylquecksilber [RuCi2(C6H6)]2 den in direkter Weise ausgezeichnete Liganden die Phosphan (5)-(-)-Ph2PN(Me)CH(Me)Ph aktive Brunner [RuCl(Me)(C6H6)((/?)-(+)- Die Diastereomere lassen sich weisen im von Feststoff und in aufgrund des Sauerstoff-freien Benzol-, Toluol- und Chloroformlosungen bei Raumtemperatur stabile Konfigurationen auf. Nach dieser kurzen Einfuhrung chirale und zentral-chirale Olefinruthemumkomplexe 1.6.1 Planar-chirale Zahlreiche Carbonsaure- und aufgelost, z. werden den folgenden Unterkapiteln Rutheniumkomplexe vorgestellt. und 7e?Äer-Rutheniumkomplexe zuerst planar- Abschliessend wird auf chirale eingegangen. Rutheniumkomplexe planar-chirale Metallocene Carbonylfunktionalitaten B. durch in und Aren-Tncarbonylchromkomplexe wurden mit traditionellen Trennung der diastereomeren organischen mit Methoden Menthylesterdenvate.[115] 33 1 Einleitung Die erste des Typs Auflösung [Ru(^6-C6H4RR')], Position des darstellen, wurde Arens Dimethylphenylphosphan MeC6H4C02Me)L] (L entsteht = reagiert zu den Bennet und von angereichert entsprechenden monomeren wie realisiert.1116] 1988 Triphenylphosphan Komplexen [RuCi2( îf-o- konnte allerdings das nur Diastereomerengemisch. als weniger lösliche Diastereomer Me02C—<C_l ^ C02Me Ph H2N I RuCI2 I "Ru. ~,„. CI CI / NH Schema 12: Planar-chirale Rutheniumarenkomplexe Einschränkung Neomenthyldiphenylphosphan lässt mit sich (NMDPP) optisch RuN-ci HN Ph aktiven mit Liganden. chiralen dem aufheben.1117] elegant CI A Ph Hilfsstoff [RuCi2(776-o-MeC6H4C02Me)(NMDPP)] (Schema 13). durch fraktionierte Kristallisation beide Diastereomere C02Me angereichert In RuClp diesem Fall * Ru 'PrOH NMDPP CI Na2C03 C02Me HCI Ph2P,„, (+HMMDPP C02Me Schema 13: 34 Anreicherung planar-chiraler Rutheniumarenkomplexe konnten >—C02Me i COD cr"/Ru^ monomere werden. C02Me (+)-NMDPP (+)- [RuCl2( 776-o- Wird MeCeH4C02Me)]2 mit NMDPP umgesetzt, resultiert beinahe quantitativ der Komplex Mittels (Schema 12). C02Me Diese 1,2- oder 1,3- PPh3, PMe2Ph). Mit dem optisch aktiven (-)-(5)-l-Phenylethylamin Kristallisation werden Mitarbeitern Phosphanen mit tertiären [RuCi2(776-o-MeC6H4C02Me)(PhCH(Me)NH2)] fraktionierter mit einer Areneinheit R und R' unterschiedliche Substituenten in wo [RuCl2(/76-o-MeC6H4C02Me)]2 oder planar-chiralen Rutheniumkomplexes eines mit dem NMDPP-Hilfsstoff. Einleitung 1 NMDPP-Iigand Der Bedingungen (!PrOH/Na2C03) reduzierenden enantiomeren können kann durch Erhitzen der diastereomeren und Komplexe (R)- dann mit HCl Komplexe werden.[117] entfernt Dadurch (5)-[Ru(76-o-MeC6H4C02Me)(COD)] werden, umgesetzt die was werden erhalten. Letztere MeC6H4C02Me)]2-Dimere ergibt. Sämtliche Reaktions schritte dieser Serie verlaufen Retention der Konfiguration. Methoden Auflösung zur verzerrt und die NMDPP-Methode führt [RuCl2(/76-Aren)]2-Komplexe indes auch weitere Die [RuCi2(/76-o-MeC6H4C02Me)]2 Bei Röntgen-Kristallstruktur oktaedrische Geometrie von am aufgelöst sterisch den verwandten Komplexen [RuCl2(C6H6)(PMePh2)] (7) gestaffelt angeordnet, Ein wurde. MeC6H4C02Me)(NMDPP)], wobei Arenringes, denjenigen trans in Chlorid. Komplex tertiären zum die Auch in 7 was 8 auch ist 7 und 8 Phosphan, entsprechen. und Arenring Der günstiger zu die drei und [RaCh(îf-o- von Koordination des [RuCl2(776-o-MeC6H4C02Me)(NMDPP)] In allen Fällen sind die [RuCl2(76-o-MeC6H4C02Me)(NMDPP)] vergleichbar Wert ist eine [RuCi20>Cym)(PMePh2)] (8)[74] längeren Bindungen welches einen grösseren trans-Einüuss, (dihedraler Winkel: 1.9°). Dieser zeigt sein scheint und auch in unsymmetrische die in Ru-C-Bindungslängen ] Kennzeichen gemeinsames und Mit letzterer können Erfolg. werden. Rutheniumatom.[ sind unter scheitern die traditionellen [RuCl2(76-o-MeC6H4C02Me)(NMDPP)] Chloroliganden beobachtet zum die (S,S)-[RuCi2(/76-o- und (R,R)- mit COD unter ist der mit dem des aufweist als Arenring das gekrümmt p-Cymolkomplexes 8 (2°), aber signifikant kleiner als der des Benzolkomplexes 7 (5°). Synthese Für die (R = Et, 'Bu) der planar-chiralen Rutheniumkomplexe zu [RuCl2(76-C6H5CHMeR)(NMDPP)] [RuCl2(76-o-MeC6H4C02Me)(NMDPP)] mit HPLC getrennt werden. Der Anwendung der gleichen resultieren die enantiomeren Die gleich optisch Methode aktive NMDPP-Ligand (COD/!PrOH/Na2C03, und die und entsprechenden konnten im Gegensatz ^-CöHsCHMeEt-Aren (im Vergleich ^6-o-MeC6H4C02Me) dann HCl) abspalten und Metall-Ligand-Bindungslängen [RuCl2(76-C6H5CHMeEt)(NMDPP)] zeigt.[118] unterschiedlich. Das lässt sich wiederum unter ist es (S,S)-[RuCl2(776-C6H5CHMeR)]2. [RuCl2(776-o-MeC6H4C02Me)(NMDPP)], zum Die nicht mit fraktionierter Kristallisation, dafür aber Komplexe (R,R)- Koordinationsgeometrie wie in 8] Alkylgruppen verwendet.1 wurden Arene mit chiralen diastereomeren NMDPP-Derivate [RuCi2(/76-C6H5CHMeR)]2 Die um wie die 60° im und nicht mehr beinahe Röntgen-Kristallstruktur Orientierung ca. sind der Arene ist von jedoch Gegenuhrzeigersinn gedreht trans zum Phosphanliganden. 35 Einleitung 1 Dadurch wirken die sterische mehr in die Hinderung der sec-Butylgruppe und der trans-Einüuss nicht gleiche Richtung. 1.6.2 Zentral-chirale Die meisten Chiralitätszentren Rutheniumkomplexe Rutheniumhalbsandwichkomplexe, diastereomeren enthalten, wurden mechanistische für allfälligen stereochemischen Änderungen am Studien von synthetisiert.1 Metallatom enthalten sowohl ein stereogenes Metallatom, als auch einen chiralen Ruthenium wurden zwei (P-P* = chirales Hauptklassen Diphosphan) hetero-zweizähnige Liganden und [RuCl(p-Cym)(L-L*)]+[103] (L-L* mit einem der folgenden zwei Reaktionen Diese Liganden. mit Komplexe Im Fall von [RuCl(Cp)(P-P*)][119] Verbindungen untersucht: von 9] die = chirale homo- oder Motive: P-P, P-O, P-N, P-S, P-Se, P-C, N-N, N-O). Aminosäurekomplexe dem des Typs [RuCl(N-0)(p-Cym)] (N-0 Acetylacetonatvorläufer Aminosäuren L-Alanin I und [Ru(acac)Cl(/?-Cym)] den (Ala) und L-Prolin (Pro) hergestellt (Schema I Ala oder Pro 0 Aminosäure) wurden = N,0-Chelat-bildenden 14).[120] AgBF4 -Ru; / ^ci u MeOH N o N-0 = aus / HOMe N Ala, Pro N-0 = Ala, Pro PPhc u H2N ,0 P ^N OH OH Ala Pro N-0 Schema 14: Ruthenium-Alanin- und Der Alaninkomplex Prolinkomplexe, die = Ala, Pro jeweils [RuCl(Ala)(/?-Cym)] als wird Diastereomerengemische vorliegen. als 68:32 Diastereomerengemisch erhalten, für den Prolinkomplex [RuCl(Pro)(p-Cym)] resultiert ein Verhältnis wobei jeweils keine Racemisierung [Ru(N-0)(p-Cym)(PPh3)]BF4 36 eintritt. Die von 90:10, entsprechenden Triphenylphosphankomplexe werden in beinahe gleichen Verhältnissen gebildet (Ala: 64:36; 1 Pro: Einleitung 90:10) und weisen ebenfalls ein konfigurationell stabiles Metallzentrum auf (Schema 14). Die intermediär entstehenden Lösungsmittelkomplexe [Ru(N-0)(/?-Cym)(MeOH)]BF4 epimerisieren jedoch noch Eine selbst bei ausgeprägtere [RuCl(pesa)(C6H6)] gefunden, abläuft (Abbildung Temperaturen Labilität bei denen die Y Abbildung = c^1 X=- Y PPh3 X Y = PF6 = korrespondierenden isomerisieren erst oberhalb [Ru(pesa)(C6H6)(PPh3)]PF6 Temperaturen über 5 °C geht folglich mit = X PPh3 X=PF6 °C.[ 0 und und 23] am [RuCl(pepy)(C6H6)] entsprechenden Triphenylphosphankomplexe [Ru(pepy)(C6H6)(PPh3)]PF6 hingegen epimerisieren resp. 85 °C. Ein Wechsel des Donoratomsatzes (Imin = Zunahme und P-P*[125] zweizähnige Diphosphane liganden[126] (Abbildung 21). Stabilität einher. in refluxierendem Methanol untersuchten Der oder Iminkomplex mit chiralem ist bei 20).[124] Cyclopentadienylkomplexe monosubstituierte py"?-c, erst bei N,0 nach N,N (Abbildung [RuCl(C5H4R*)(CO)(PPh3)] FfV^PPhg Cyclopentadienylkomplexe der von Ar-(2-pyridylmethylen)-(/?)-l-phenylethylamin) umfassendsten [RuCl(Cp)(Ph2PCH(R)CH2PPh2)] 21: - = Iminoruthemumkomplexe. Die Raumtemperatur stabil und epimerisiert erst Abbildung sogar bei -80 °C schnell Pyrrolcarbaldiminatokomplexe einer beachtlichen [RuCl(/?-Cym)(Imin)] Die Salicylaldiminatokomplexe x CI Salicylaldimin-, Pyrrolcarbaldimin- Die die H CI 20: für Isomerisierungsreaktion H = wird 20).[12U22] <^>ix Y unter 0 °C. chirale enthalten chirale Cyclopentadienyl- oc:/Ru^pph, Cl Diphosphan- oder Cyclopentadienylliganden. 37 Einleitung und [RuCl(Cp)(P-P*)].[119] Die Substitution mit den chiralen P-P [RuCl(Cp)(PPh3)2] die zwei Diastereomere ^pph Obschon untersuchten, Prophos R Phenphos R Cycphos R Prophos-, Phenphos- sie XH und Triphenylphosphanliganden Sinngemäss Chiralitätszentren Effekte wurden asymmetrische = \^PPh2 R = Me, Ph, Cy Cy Cycphosrutheniumkomplexe. dieser Substitutionsreaktion NMR-Studien auf einen nicht stufenweisen umfassend der Ersatz [RuCl(Cp)(PPh3)2] hin.[119] ausgehend Liganden Induktion des pyPh;p"?T^C\ + ï""c\ pypy"?"c, Ph und 31P Cycphos ergibt equimolarem Verhältnis (Schema 15). von [RuCl(Cp)(Prophos)] hergestellt (Abbildung 22). chiralen des in und in Me Mechanismus den wiesen -Liganden Prophos, Phenphos R-"\~-PPh2 = Typs Triphenylphosphanliganden beiden 2 = des Komplexen von R^/PPh2 \Ph Ph3P Schema 15: Chirale Synthese die der in annährend jeweils + y^ci Ph3p beschrieben Morandini -2pph3 Consiglio "2PPh3 1 und Systems zu der Diese Komplexe Stereochemie auch wurden synthetisiert, Metallzentrum am mit drei Verbindungen die um auf die untersuchen. ~| PF6 Ph2P""Ru^//~_CHR ' -/ PPh2 R Abbildung Der 22: Beispiele von = H, Me, Ph,C02Me Rutheniumhalbsandwichkomplexen mit stereochemische Übergangsmetallkomplexen Verlauf wurde in den wurden zwei verschiedene Ansätze einfacher achtziger drei Chiralitätszentren. metallorganischer Jahren untersucht verfolgt: (a) Brunner[9] erforschte angereicherten (oder reinen) organometallischen Komplexen Consiglio und Morandini[ 9] r CH2 mit (vgl. Kapitel 1.5.5). Reaktionen mit ohne chirale untersuchten Reaktionen mit diastereomeren die sowohl ein stereogenes Metallzentrum als auch einen chiralen 38 Reaktionen Es optisch Liganden; (b) Metallkomplexen, Liganden enthalten. Das 1 erste System Reinheit erfordert von eine Substrat Diastereomerenreinheit systematischen nicht und im immer triviale Methode fur die Reaktionsprodukt. zweiten Im System einfacher Fehlern durch den duralen Bestimmung der optischen Gegensatz dazu bestimmen. Aber Liganden sich lasst die Vermeidung von Identifizierung des zur fur die müssen Einleitung stereochemischen Verlaufs beide Diastereomere verwendet werden. Nur die zweite Methode wurde zur Untersuchung Consigho und metallorganischer Substitutionen, von chiralen Morandini[127] Reaktionen wie Austauschreaktionen, Rutheniumkomplexen angewendet. untersuchten mit [RuCl(Cp)(Prophos)] Alkylierungen, Bildung Einschiebungen u. von Sie a. eine Vielzahl Hydndokomplexen, beobachteten, dass ein Grossteil der Reaktionen unter Retention der Stereochemie ablaufen, einige stereoselektiv und wenige unter Inversion der Konfiguration. Die wichtigsten Resultate sind in Schema 16 zusammengefasst. sBuMgBr Ph2P f^H o MeONa 0 CCI4 * CDCI3 —\^PPh2 —\^PPh2 B I —\^PPh2 Schema 16: Stereochemie, \-~ PPh, Stereochemischer Verlauf = ausgewählter stereoselektive Reaktionen, Reaktionen * = 1 Inversion der stereospezifische Retention der Konfiguration 39 1 Einleitung 1.6.3 Chirale Eine Olefin-Rutheniumkomplexe Diskriminierung asymmetrischen Katalyse und der z. Polymerisation der enantiotopen B. bei Olefinsubstrates eines m 129] duralen von Unterscheidung der enantiotopen Seiten asymmetrische Metallzentrum und Consiglio Morandim Olefinruthemumkomplexen [Ru(Cp)(Ph2PCH(Me)CH2PPh2)(CH2=CHR")]PF6 (R" = H, Me, Ph, C02Me), durch den chiralen gleichzeitig Rutheniumvorlaufer AgSbFö hangt Typs denen die in und das und [RuH(/7-Cym)(C2H3Ph)(PR3)]SbF6, am PhMgBr mit reagieren [RuX(Ph)(p-Cym)(PR3)] (X Einschiebung resultieren die die von Ethylen Br, = als Losung jeweils in Metallatom als der Struktur des koordinierten Olefins ab. von [RuCi2(p-Cym)(PR3)] Arylkomplexen Chloridabstraktion mit des (die unterschiedliche absolute Konfigurationen aufweisen auch der enantiotopen Seiten des Olefins entsprechenden der in beschneben Liganden können) bestimmt wird. Die Geschwindigkeit der Epimensierung sowohl Die wird Hydrierungen, Hydrocarbonylierungen, Isomensierungen beobachtet.1119 Diastereomerengleichgewichte Seiten zu Cl).[130] den Durch Olefinkomplexe vorliegen Diastereomere (Schema 17). I AgSbF6 /U>R3 phH C2H4 PR3 I + H /U^PR3 H R = Ph, OMe R=Ph, OMe X Schema 17: Fur durch Einschiebung [RuH(/7-Cym)(C2H3Ph)(PPh3)]SbF6 Umwandlung Metallhydnd der von 8.2 1 Diastereomere und dem schnell und reversibel ein. umfasst Ein von stellt Ph, OMe Ethylen sich im vorgeschlagener einen Methylenwasserstoffatom. via = Br, CI Olefinhydndruthemumkomplexe DiastereomerenVerhältnis 40 = R Gleichgewicht Mechanismus Was sers toffaustausch Die fur zwischen ein die dem Hydrid-Olefin-Einschiebung erfolgt kurzlebige Phenethylintermediate. 1 1.6.4 Chirale 7e//rer-Rutheniumkomplexe Beachtliche Aufmerksamkeit wurde auf die Chemie gerichtet, denen in (oder mehrere) ein Cyclopentadienylkomplexen von Wasserstoffatome des 3 wurde.[ 33] Cp-Ringes zu handelt C- und klassische N-, O-, P-, S- oder As-Donoren, mit Anzahl sich um Donoratom L ersetzt einem die (y) R-Resten, sind, geeignet eine Bindung durch eine Bei diesem Donoratom L Verbindungsgruppe es Einleitung entsprechender Metallatom zum einzugehen (Abbildung 23). Verbindungsgruppe Die und entsprechend werden die Cyclopentadienyl- und oder Brücke wird auch als Tether Arenliganden Koordinations stelle L, die durch angehängt oder und Begriffe Tether-Ligmd des angebunden (tethered) 23: Schematische Darstellung verwendet. Die Typs CXRX i-Z-LRy enthalten also (Tether) an eine der zusatzliche Ringperipherie ist. L2 Abbildung Leine) bezeichnet Tether-Komplex kovalente Brücke Z eine fur (engl, eines Ry und Aren Cyclopentadienyl Tether Rutheniumkomplexes mit Brücke Z und Donoratom L mit y R Resten In diesen Tether-Komplexen wird die der Brücke Z und die koordinierende unterscheidet verbruckten die Chemie der Analoga. Arenkomplexe stabil als ihre neutrale sich Arenliganden Gruppe leichter bieten unterschiedlichen Komplexierung aus nun die der bestimmt.1131133] Aufgrund Dies lasst sich Koordinations sphare Möglichkeit, die zu empfindlichen Liganden, zum des Chelateffekts der von werden kann. Arenkomplexe verschiedener Erstere bieten erweiterte Chiralitat, erlauben neuartige Reaktionen und werden immer nicht weniger Teil damit erklaren, dass das verdrangt stabilisieren. ihrer gewohnlich sind geringer vertreten und fur Oxidationszustanden von L des Metalls durch die Natur Tether-Komplexe wesentlich Cyclopentadienylpendants. Aren Koordinationssphare Tether- Metalle vereinfachen Möglichkeiten bezuglich öfters in der in die der Ubergangsmetall- katalyse eingesetzt. Der Einfluss der und auf die Ausbeute Resultate wurden Tether-Lmge einer mit auf die asymmetrische Modellreaktion wurde von 4-Kohlenstoffatom-Brucken Induktion Trost et al. am Rutheniumzentrum untersucht.[134] erzielt, worauf vier Die besten unterschiedliche 41 1 Einleitung Klassen ^-Cyclopentadienylphosphanliganden chiralen von herstellt wurden entsprechenden Rutheniumkomplexe Ph3P 24: Vier Klassen unterschiedlicher 4 C Tether [RuCl2(PPh3)3] (Abbildung 25)[135] Es wird sich die Diastereomere in ein Bz Rutheniumkomplexe mit reagiert Enantiomerenpaar (77 23) erhalten, wobei diastereomeres verschiedenen Losungsmitteln langsam ineinander umwandeln ~] /R%Ph, Ph3P R Ph3P CI R Abbildung 25: P In den , O = und S Donor Tether Etherkomplexen des Liganden Rutheniumarenkomplexen [RuCK^-tCsPLtXCtL^ORXPPh^] erzwingen an in (Abbildung ] Eine Cp,S-Koordination gelingt im zwar lasst sich keine möglich Erklärung zu ware koordinieren Eine [Ru(^- Sulfidkomplex letzterer ist aber nicht stabil und zerfallt C-S-Bindungsspaltung (Abbildung 25) Bennett Ph(CH2)3PR2 und (R PhSiMe2CH2PPh2 Vorlaufer fur die reagiert 42 25)[ 3 das "weiche" Rutheniumzentrum (C5H4)(CH2)2S((l/?)-neomenthyl)-xS)(PPh3)2]OTf, unter /U Ph3P Typs Unlust des "harten" Etherrests entsprechende OTf Me, (1 S)-lsobornyl, (1 R)-Menthyl zweizahnige Cp,0-Koordination eine die [RuCl(^5-(C5H4)CH2CH(Me)PPh2-xP)(PPh3)] Tether- Komplex zum Ph 2 (5)-(C5H4)CH2CH(Me)PPh2 Cyclopentadienylphosphanligand Der und (Abbildung 24) Ph,P Abbildung 4-C-Tethern mit mit Mitarbeiter = Me, [136137] Synthese den Das von synthetisierten Ph), Dimer diverse C6Me5(CH2)3PPh2, Liganden des Typs bereits wie z 3,5-Me2C6H3(CH2)3PPh2 [RuCl2(76-o-MeC6H4C02Me)]2 Tether-Komplexen funktionalisierten 7e?Äer-Arenliganden, ist ein Raumtemperatur und geeigneter [RuCi2(776-Ph(CH2)3PR2-xP)] bei B zu Es den Einleitung 1 die durch Erhitzen Methyl-o-toluat [RuCl2(77-o-MeC6H4C02Me)(PR2(CH2)3Ph)], Addukten korrespondierenden P-gebundenen verlieren (Schema 18). C02Me C02Me Ph(CH2)3PR2 RuCI2 R = Me,Ph R Schema 18: Synthese XH Die von Tether-Arenkomplexen 13C NMR-Spektren und Methyl-O-toluatkomplexen. aus der C02Me Me, Ph = des Tether-Komplexe Typs Arengruppe.[ kP] liefern deutliche Hinweise für die Koordination der tethered Spektrum von [RuCl2(776-Ph(CH2)3PPh2-xP)] Resonanzen mit einem Intensitätverhältnis Verschiebung Bereich das von zu tieferer RuCl2P-Fragment aus aus der Aromatenebene Verzerrung um ca. Dies widerspiegelt den relativen trans-Einfluss, Die thermische 7 und 8 Verdrängung (Schema 19).[138] Mit Cym)(P(Cy)2(CH2)3Ph)] (Schema 19). der selben der mit Resonanzen im liegt Bindungslängen eine von den das erlaubt für benzylische oder -winkeln im verursacht die nur Beugung der Si-C(Ph)- trans zum P-Donor (2.24— Ru-Cl-Bindungen (2.16-2.21 A). Cl und PR3. Der selbe Effekt wurde auch beobachtet.[74] von Cym)(PPh2(CH2)3Ph)]-Derivat ergibt trans zu drei gefunden, 14°. Die Ru-C-Distanzen A) sind signifikant grösser als diejenigen Komplexe von H- 4.9-6.3 ppm. Eine Zudem (5-gliedriger Chelatring) 2.28 für die Tether-freien Geometrie. Das von Region 13C-Spektrum 36] ^6-Phenylprotonen [RuCl2(776-PhSiMe2CH2PPh2-xP)] Silicium-Tether-Komplex zwei Atomen bestehende Brücke Bindung im trigonale Kohlenstoffatom in der Arenebene, ohne Tether. Im für die zeigt Trimethylenverbindung (6-gliedriger Chelatring) nahezu eine B. 2:2:1 in der von Frequenz wird auch 80-100 ppm. Die z. [RuCl2(776-Ar(Z)nPR2- den p-Cymol aus dem Tether-Komplex Methode wird Tether-Komplex aus dem P-koordinierten [RuCl2(p- [RuCl2(776-Ph(CH2)3PPh2-xP)] P-Donorkomplex [RuCl2(p- [RuCl2(776-Ph(CH2)3P(Cy)2-xP)] erhalten [139-141] 43 1 Einleitung R Schema 19: Tether Die Komplexe Verdrängung Benzylalkoholen 1,2Komplex durch von oder Ethylbenzoat achiralen 10e [RuCi2(776-o-MeC6H4C02Me)]2 Tether- die durch am Tether Metallzentrum Erhitzung oder Hydroalkylierungsreaktion von Komplexe Mit der selben asymmetrischen PArN chiralen oder ) lassen sich Tnpod- konfigurationsstabil UV-Bestrahlung ergaben sind. eher Samtliche Zersetzungs¬ 26).[143144] ein sind stabil und ihre gestalten. von gehen (Schema Rutheniumarenkomplexen viel umständlicher oder 26).[142] Rutheniumkomplexe [RuCl2(/76-R-Aren)]2 komplexen (Abbildung elektronisch eines Diphenylvinylphosphanaddukte Die 44 Cymol -Phosphan-Aren-Pyrazolliganden (PArN Tnpod Ph, Cy l,3-(CH20H)C6H4(CH2)2PPh2 ergibt den entsprechenden Epimensationsprodukte (Abbildung 26: = Tnpod- aus if-KP,N-Koordination Epimensierungsversuche Synthese von/) R mit den 7e?Äer-Komplexe herstellen, Abbildung ^T Ph, Cy [RuCl2(76-l,3-(CH20H)C6H4(CH2)2P(Ph)2-xP)] Methodik und durch ais Verdrängung = 20).[145] eine Rutheniumaren¬ Basen-vermittelte intramolekulare Dies stellt mit einer Herstellung Methyl-substituierten eine alternative Methode fur die (CE^PPr^-Brucke dar. Die resultierenden wurde sich mit alternativen Synthesewegen wohl Einleitung 1 R rBuOK cr/Ru* R: MeCN,A P ci Ph2 1,3,5-Me3 R = 1-Me-4-'Pr Schema 20: Me6 Me5 1,4-Me2 p-Me Me H Tef/zer-Rutheniumarenkomplexe durch 27).[146] Wird biphenyl Hydroalkylierungsreaktion. mit reagiert Rutheniumvorläufer dem Te^er-Rutheniumkomplex [RuCMz/'-PhCelLtPCCy^-xF')] (Abbildung zum das intramolekulare eine 2-Dicyclohexylphosphanobiphenyl [RuCl2(C6H6)]2 3,5-Me2 p-'Pr achirale ebenfalls verwendet, resultiert so planar-chirale der AgSbF6 und Reaktion mit a«ri-[RuCl(776-(Me2N)C6H5(o-C6H4)P(Cy)2- selektiv ergibt [RuC^C?/5- Tether- Komplex Die Abstraktion eines Chlorids mit (Me2N)C6H5C6H4P(Cy)2-xP)]. Triphenylphosphan 2-Dicyclohexylphosphano-2'-(Ar,Ar-dimethylamino)- xP»(PPh3)]SbF6. ~| SbF6 c|„„Ru^p (cy)2 </ Abbildung 27: Achiraler und heute Bis planar-chiraler ref/zer-Ruthemumkomplex. wurde Cyclopentadienylliganden funktionalisierten Ph3p in mit Komplexen Reviewartikeln Systemen.[133] O-, weniger Erstere wurden P- und als Arbeitsgruppen getestet, was Die die ähnliche hauptsächlich und geschenkt als Katalysatoren or-Olefinen wurden von als N- für Diels- eingesetzt. Die verschiedenen Cyclopropanierungskatalysatoren[139140] Entwicklung verlässlicher Herstellungsverfahren rechtfertigt. Modifizierung bifunktionellen von re?Äer-Arenrutheniumkomplexe Ringschlussmetathese-[141] S-funktionalisierten Aufmerksamkeit Alder-Reaktionen, Hydrierungen und die Polymerisation beschriebenen und der einzelnen Cyclopentadienyl- und Merkmale (CxRx_i, Arenligandsystemen Z und erlaubt die LRy) Synthese in von diesen Tether- 45 1 Einleitung Eigenschaften. Komplexen mit Katalysators mit hoher Aktivität und Selektivität ist das neuartigen Bei der Schritt. Die Zuhilfenahme des Chelateffektes bei zwei- oder und Arenliganden birgt die eines Liganddesign ein entscheidender mehrzähnigen Cyclopentadienyl- Chance, ein reaktives Metallzentrum rationaler kontrollieren können und stereochemisch definiertere Koordinations Sphären Die komplexe 46 Anwendung in der der homogenen Entwicklung besprochenen zu zu schaffen. achiralen und chiralen Rutheniumhalbsandwich¬ (asymmetrischen) Katalyse ist Inhalt des folgenden Kapitels. Einleitung 1 1.7 Katalyse 1.7.1 Einführung Nach diesem der Vorstellung deren Kapitel Cyclopropanierung von wichtigste Bedarf Rutheniumhalbsandwichkomplexen katalytische Olefinen wird in stetig steigende Der chiralen von Kapitel Synthese Die Verwendung erlebte in den Pharmazeutika, Agrochemikalien, Wege organischen Jahren einen wahren Aktivitätsschub. Die Reagenzien katalytischen Mengen eingesetzt, einzigartige Chemoselektivitäten erreicht für chemische Syntheseschritte In einem Umwandlungen, mit Katalysezyklus wechselwirken mit Substraten Via Intermediate die wodurch werden. Dies wiederum öffnet einfache klassischer organischer Chemie viele erfordern würden. Übergangsmetallkomplexe (A asymmetrischen Katalyse organometallischen Verbindungen werden sowohl in stöchiometrischen als auch in oftmals Die in der von achtziger in 1.8 separat diskutiert. Aromastoffen und anderen Feinchemikalien hat das Gebiet der vorangetrieben. behandelt. Anwendungen enantiomerenreinen an werden und gebildet, B). aus die als prochiralen (manchmal diastereomere Katalysatoren agierenden chiralen auch mit chiralen) Reaktanden und Übergangszustände denen schliesslich das chirale Produkt werden diastereomere (AB) resultiert (Abbildung 28). chiraler Ligand Abbildung 28: Allgemeiner Katalysezyklus: M = Metall; A, B = Reaktand und Substrat. [147] 47 1 Einleitung Während der stereochemisch können Katalyse signifikanten Umwandlungen, Einscheibungsreaktionen, beteiligt Induktor und Substrat eine umso besser aus die Regel optisch (© Abbildung 29) in ist damit aktive Gleichwohl weit entfernt gewährleisten spezielle Horner-Phosphanen[ phenylphosphano)ethan)[148] (®) dar. Katalyse mit Mechanismen und in Rolle.[12] ist jedoch damit die asymmetrischen von dem Chelatgerüst Das induzierende Stereozentrum an dem die Katalyse abläuft. dass viele (Bis((2-methoxyphenyl)- DiPAMP die induzierenden Chiralitätszentren Metallatom. am Je kleiner dieser Enantioselektivität verlaufen. wie Liganden der Abstand zwischen Chiralitätsübertragung, zur Phosphoratome stellen die Verbindungen spielt deren Chiralität meist für ihre breite Die langwierige Synthese Anwendung hinderlich. (©), das Metallzentrum selbst das induzierende Chiralitätszentrum mögliche an Übergangsmetallverbindungen werden aussergewöhnlich hoher ] und Metallatom, vom Diese befinden sich deutlich näher diverser "P-chiralen" Vorläufern (©) herrührt. oder den Substituenten dieser Reaktionen trotzdem mit In prochiralen Liganden verwendet, vergleichsweise Liganden Substitutions-, Migrations- und B. z. Chiralitätsübertragung Induktion sein. Bei der enantioselektiven in der wie koordinierte oftmals die entscheidende wichtige, sollte Metallatom sein. Beim Aufbau chiraler Produkte Abstand, das an so ergibt sich Ist aber der kürzeste Abstand. I ®- V / x ®\/ ^-R I R R' ©' Abbildung in ein 29: Ein oktaednscher chirales Produkt Substituenten selbst an den Phosphanmetallkomplexkatalysator, umgewandelt Phosphoratomen (©), den koordinierenden von ein vom prochirales Substrat RR'C=X Chelatnng (©) Phosphoratomen (©) oder oder vom von den Metallatom (©)ausgehen. enthalten, Phosphanliganden die ein stereogenes Metallatom und einem chiralen können transferieren.11491 Experimente zeigten, Konfiguration am Metallatom für den Trotz dieser Studien chiralen 48 dem wird. Die Enantioinduktion kann Cyclopentadienyleisenkomplexe, war. an Liganden bei war selektiv dass eine Methylcarbeneinheit hauptsächlich (wenn asymmetrischen nicht Styrol ausschliesslich) die Verlauf der Reaktion verantwortlich die Rolle des Stereogenen Metallatoms neben asymmetrischen auf Transformationen schlecht derjenigen verstanden. des Die Einleitung 1 Herstellung wichtigen chiralen von Rutheniumkomplexen stereochemischen Fragestellungen bot eine hervorragende Möglichkeit, diese anzugehen.[119] 1.7.2 Lewissäuren Lewissäuren spielen in vielen Reaktionen eine/die Schlüsselrolle und ihre nimmt kontinuierlich zu, organischen Synthese in der Katalyse.[150] Innerhalb Lewissäuren zu einer Anwendung von Fachgebiets dieses neuen Klasse von neutralen und milden Chemie und deren Akzent auf ökonomisch- und Bedeutung Im B. Beispiele Vergleich AI, B, Übergangsmetall- späte ermöglichen Sie Ansprüche die für die ökologisch-verträgliche die der modernen Methoden von sind. 30 Abbildung sich Verbindungen (Abbildung 30). Bedingungen, asymmetrischen vorallem in der entwickelten Verwendung Sn), koordinativ ungesättigter zu Rutheniumkomplexe klassischen Lewissäuren, f-Elementen Übergangsmetall-Lewissäuren frühen und oftmals inerter abgeleitet als Ubergangsmetall-Lewissauren. von Hauptgruppenhalogeniden (z. Übergangsmetallhalogeniden, sind späte gegenüber ubiquitären Verunreinigungen wie Wasser, weisen grössere Stabilitäten, durch Ligandmodifikation einstellbare Eigenschaften und eine wohldefinierte detaillierte Studien Optimierung sind bei entsprechen mit von von und Koordinationschemie auf.[150] Reaktionsmechanismen und stellt eine rationelle Katalysatoren dar. Ausser im Falle Übergangsmetall-Lewissäuren normalerweise den Akzeptororbitalen meisten Struktur- von energetisch Liganden eine Übergangsmetall-Lewissäuren am von teilbesetzte am höchsten d°-Spezies d-Obitale liegenden (wie Dies Grundlage z. B. TiIV für die oder Tav) vorhanden.[151] Diese Orbitalen und sind fähig, Rückbindung einzugehen. Deshalb genauesten als ermöglicht Amphotere werden die beschrieben. Ihre 49 1 Einleitung einzigartigen elektronischen Eigenschaften erlauben die Vielzahl kleiner Moleküle (z. B. H2 und CO), sodass mit Hauptruppenelement-Lewissäuren nicht möglich 1.7.3 Ruthenium-Halbsandwichkomplexe Rutheniumhalbsandwichkomplexe Katalysatoren. Transferhydrierungen und werden Erstere ' von dienen Neunzigerjahren aufgegriffen, Viele Katalysen (siehe Kapitel 1.7.4-1.7.6, 1.8) Kapitel 1.7.7-1.7.9) 1.7.4 Präparate Katalyse in zahlreichen Reaktionen als Alken- aromatischen und dieser geworden.[154] und Sie ist der zu durch einen einer grossen Anzahl sauberen den langen Erfolgsgeschichte der erst eingangs erwähnten katalytische Anwendungen (siehe werden. Wasserstoffgas Olefinen mit Hydrierung ohne Hydrierung die einzähnigen von waren die die unter anderem die Hydrierung von Rhodium-Phosphankomplexen 66]. nur asymmetrische Hydrierung unerforscht (vgl. Kapitel 1.9.1). Nutzung von olefinischen Phosphan-Rhodiumkomplexen,[ In den frühen dehydrierte von Ketonen 9' 60] die Rh-DIOP-Komplex[161] als Schlüsselschritt bei der industriellen 3,4-Dihydorxyphenylalanin)[ Verfahren und Synthese siebziger Jahren Aminosäuren war zu die von H2 olefinischen Verbindungen von asymmetrische (DIOP = 2,3-0- Rh-DiPAMP- von L-DOPA (L- konnten mit chiralen befriedigend hydriert diesem von Wichtige Aktivierung homogene Hydrierung Aminosäuren mit dem 62~ mächtigste Abfallproduktion.[147] Isopropyliden-2,3-dihydroxy-l,4-bis(diphenylphosphano)butan) katalysierte Hydrierung Aufbau chiraler homogene katalysierte asymmetrische Hydrierung erste tertiären dehydrierten jegliche zum durch die wichtiger Verbindungen Ruthenium(II)-komplexen,[157] [RhCl(PPIi3)3],[158] tragenden Methoden das einfachste aber auch das Übergansmetallkomplex,[155156] Substraten mit 50 in erachten ist. Die und weitere ist eine der zugleich Meilensteine in der Geschichte der Die Hydrierungen, wurden Anwendungen Folgenden ausführlicher beschrieben asymmetrische Hydrierung Herstellung billigem mit die Hydrierung Die zur sollen im in der als verwunderlich Rutheniumhalbsandwichkomplexe einer sind. Anbetracht in was Aktivierung Iminen, Diels-Alder-Reaktionen, Alkenmetathesen Ketonen und Cyclopropanierungen eingesetzt. und/oder Umwandlungen erfolgen können, gegenwärtig in B. z. Bindung werden. Zeitpunkt noch gänzlich 1 und Mitarbeitern Noyori mit gelang hervorragender Enantioselektivität.[ [Rh(BINAP)(MeOH)2]C104 (BINAP über den Norbornadienkomplexe zugänglich ist asymmetrische Synthese 1980 die = 67] Als diente Katalysator der von Einleitung Aminosäuren Rhodiumkomplex 2,2'-Bis(diphenylphosphano)-l,l'-binaphthyl), [Rh(BINAP)(NBD)]C104 [168] (NBD = der Norbornadien) (Schema 21). CIO, C02H NHCOPh Katalysator C02H H2 (3-4 atm) OMe H NHCOPh MeOH;97% >99.9%ee Schema 21: Rhodium-BrNAP-katalysierte asymmetrische Hydrierung Ein bedeutender Durchbruch wurde mit der [Ru(OAc)2(BINAP)] erzielt.[169171] asymmetrische Hydrierung Dieser stellt a-(Acylamino)acrylsauren. von Entwicklung einen OMe Dicarboxylatkomplexes exzellenten vieler funktionalisierter Olefine dar NHCOMe des Katalysator für die (Schema 22). Katalysator NHCOMe H2 (4 atm) OMe >99% OMe OMe R Ar = Me, feu Ph,p-Tol = Katalysator: R Schema 22: Ruthemum-BINAP-Dicarboxylatkomplex als = Me; Ar= Ph Katalysator fur die asymmetrische Hydrierung von N- Acyl-1 -alkylidentetrahydroisoquinohnen. Die Rutheniumhalogenkomplexe [RuX2(BINAP)L2] katalysieren Hydrierung 99.9% einer Reihe funktionalisierter Ketone zu den die enantioselektive entsprechenden Alkoholen mit 90- ee.[147] 51 1 Einleitung Das Katalysatorsystem Rutheniumvorlaufer duralem (Ra,Sc)- unddemduralenDiamin [RuCl2(BNZ)]2, unddemduralenDiamin QUINAPHOS-Ligand[172] •JAPHOS-Ligand[172] aus (S,S)-H2NCH(E(S,S)-H2NCH(Ph)CH(Ph)NH2 hydriert aromatische Ketone mit hohen Enantioselektivitaten (Schema 23).[ 73] [RuCI2(BNZ)]2 OH (Ra,Sc)-QUINAPHOS H2 (30 bar), (S,S)-Diamin >99% Umsatz 94% Ph ee NH2 /\ Ph H2N Bu (S,S)-Diamin (Ra,Sc)-QUINAPHOS Schema 23: Ruthenium 1.7.5 QUINAPHOS katalysierte Hydrierung asymmetrische Reduktion Aminfunktionalitaten stellt resp. nutzliche Ergänzung Transferhydrierung, ist und bei der Gruppen von zur einem Beispiele wichtige C=N-Bindungen denjenigen der zu Moleküle verwendet, Hydrierung unterscheiden von publiziert.11761 Ubergangsmetallkomplexen Enantioselektivitaten in Katalysatorsystem unter mit der Eine Operationen einfach Differenzierung können. von funktionellen Unglücklicherweise verharrte katalytischen asymmetrischen Transferhydrierung lange fur die Reduktion erreichte dar.[174] Reduktion mit molekularem Wasserstoff bietet die wobei Mestroni und Mitarbeiter17 ] Zeit auf Pionierarbeit leisteten. Beginn der Neuzigerjahre des letzten Jahrhunderts wurden Noyon duralen Alkohol- molekulare Transformation sich sowohl die Selektivitäten als auch die Wasserstoffquelle 52 eine C=0- und ungefährliche organische die unbefriedigenden Niveau, zu von katalytischen die Enantioselektivitat der Das aromatischen Ketonen Transferhydrierung Die Erst von einige erfolgreiche aktivierten Olefinen mit Alkoholen oder Ameisensaure als Eine Ausnahme bildet die enantioselektive Reduktion mit Verwendung verschiedenen Transferhydrierung von !PrOH.[177] duralen von Rutheniumkomplexen aromatischen Ketonen und basierte auf den Rutheniumvorlaufern exzellente Aminen.[174] [RuCl2(Aren)]2 (Aren = CôHô, 1 Einleitung CôMeô, Cym, MES) und zweizähnigen Ethanolamin- oder ./V-tosyliertem EthylendiaminKOH liganden. agierte als Promotor und !PrOH oder Ameisensäure als Wasserstoffdonor (Schema 24). S Katalysator HC02H, . KOH 99% Schema 24: den Produkten um Gesamteffektivität Eigenschaften Verwendung von gebildet Aufgrund was aromatischen Ketonen. es sich beim Wasserstoffdonor und ein inhärentes Problem durch Masse grossem Ameisensäure, ein Addukt die Struktur von von Die beeinflusst. Durch die H2 und CO2, lässt sich diese Schwierigkeit Berechnungen folgerte Noyori, Metall-Ligand-Katalyse operativ und nicht eine Ein M-H-Bindung (Abbildung 31). und Mitarbeitern irreversibel, da flüchtige (Neben-) nur dass bei diesen muss.[178] sein ;z2+ö2-Einschiebung vergleichbarer Transferhydrierungen Diese umfasst einen 6der C=0-Bindung in die bifunktionaler Effekt wurde auch von beobachtet.[179] 1" f R1-C=0 R1-Ç—H h K XR3 R3 Vorgeschlagener pencyclischer elektrophilen Carbonylkohlenstoff von C=0 und H Ö—M—N—H M=n'—H 31: 74] werden. Ring-Übergangszustand (ÜZ) Abbildung darstellt.1 Substratketone, die der Reaktionsbedingungen In diesem Falle ist die Reduktion eine bifunktionale Ikariya handelt, der Wasserstoffdonoren und die elegant umgehen. Produkte in wird von mit !PrOH sind reversibel, da sekundäre Alkohole S02Tol ee Katalytische asymmetrische Transferhydrierung Transferhydrierungen HfN"'7u"ci // Y'Vn. >99% X , 6-Ring-UZ fur den ^+ö2-Einschiebung der Hydridtransfer C=0-Bindung in von die M-H auf den M-H-Bindung. 53 1 Einleitung Später wurde ausgezeichnete für sogar Schema 25: Im erzielt.[180] Enantioselektivitäten [RuCi2(/?-Cym)]2, Xanthenligand Das schwierig geltende Dialkylketone katalytisch und NaOH in !PrOH Gegensatz zu von Transferhydrierungssystemen, anderen obiges System diesbezüglich zu einem zu System setzt sich aus (Schema 25). Alkylketonen. bei welchen die Reduktion beendet werden muss, optimalen Zeitpunkt unempfindlich relativ aktive zusammen Ruthemum-Xanthen-katalysierte enantioselektive Hydrierung wegen der Reversibilität in !PrOH scheint notorisch als bislang sein. 1.7.6 Diels-Alder-Reaktion Die 1928 eine der von Diels und vielseitigsten organischen Chemie Cycloaddition eines fügt und Alder[ C-C-Bindungen entstehen 8 ] eingeführte Herstellung zur nur " und nach ihnen benannte Reaktion ist leistungsfähigsten synthetischen konjugierten einem Molekül in 8 von Diens mit einer einem Schritt viel bis vier zu neue Methoden in der klassischen 6-Ring-Verbindungen.[ Doppel- Komplexität oder zu. 0] Schema 26: 54 * Durch die Bildung Stereogene Zentren (Schema 26). mAho Diels-Alder-Reaktion, Cycloaddition zwischen ' einem (& Dien und [4+2]- Dreifachbindung (Dienophil) Me O Diese einem Dienophil. zwei neuer 1 Nicht alle Ringschluss beteiligten am Diels-Alder-Reaktion), für den Aufbau was Einleitung Atome müssen Kohlenstoffatome sein von werden Heterozyklen genutzt der Reversibilität stellt auch die Rückreaktion (Hetero- kann.[186] Dank (Retro-Diels-Alder-Reaktion) ein präparativ interessantes Verfahren dar. Desweiteren machen die hohe Regio- und Stereoselektivität diese Methode äusserst attraktiv. Die Diskussion Berücksichtigung Mechanismus des Aspekte.[187] differenter der Diels-Alder-Reaktion erfordert die So stellt die cisoide Konformation des Diens eine Voraussetzung dar. Besonders vorteilhaft sind Diene, die einen Ring aufweisen, der die cisoide Geometrie fixiert. Umsetzung substituierter 1,3-Diene bzw. Dienophilen Bei der können zwei diastereomere Produkte entstehen bezeichnet werden. Mit endo-Addukt resultiert (Alder-Regel), die als Kontrolle wird das exo-Produkt erhalten. Das thermodynamischer einer kinetischen Kontrolle, wofür sekundäre Orbitalwechsel¬ aus wirkung en[188] verantwortlich sind (Abbildung 32).[184] HOMO . *^ H ^\^ N/xho Km/è— cho LU MO bzw. endo-Vmdvkï exo- {2S)-exo OHC-^P l!-W'CHO I H H {2S)-endo Abbildung 32: HOMO-LUMO-Grenzorbitalwechselwirkungen Anfänglich dominierten Neuerdings ist chiralen mit Cobaltkatalysatoren der Aluminium-1 Fokus 89] Liganden auf den und die in der Diels-Alder-Reaktion. 90~ Bor-basierte[ Chemie Einsatz von der 94] Katalysatoren Diels-Alder-Reaktionen. chiralen Übergangsmetall- Lewissäurekatalysatoren gerichtet. Verschiedene Übergangsmetallkomplexe 1971 Chroms1198"2001 führen zu und hohen Kupfers[201'202] Diastereo- Cyclopentadienylkomplexe und finden Anwendung in der Enantioselektivitäten. des Eisens und bzw. des Titans,[195~ [4+2]-Cycloaddition Kationische Aren- und und Rutheniums, die chirale zweizähnige Liganden einschliessen, haben sich als effiziente Lewissäurekatalysatoren speziell bewährt. Da in der 55 1 Einleitung Dissertation ausschliesslich mit vorliegenden hier nur auf die kombiniert Komplexe, hohen mit die einen bilden -Komplexe können. kann, variieren z. B. Als aus. Liganden aufweisen, Arenliganden, zweizahnige P-P-, der eingegangen werden. Enantioselektivitaten labilen sodass N-N- oder sie P-N-Liganden vorallem leicht koordinativ ungesättigte enthalten Komplexe Diese dienen Katalysatoren und oder Cyclopentadienyl- einen zusatzlichen Liganden, Chlorid, das Substrat oder Losungsmittel. Als einfache Modellsubstrate fur die Diels-Alder-Reaktion werden Cyclopentadien (Dien) soll Diels-Alder-Reaktion zeichnet sich durch hohe Diastereo- Ruthenium-katalysierte Die 16e Rutheniumsysteme Rutheniumkomplexen gearbeitet wurde, und Methacrolein (Dienophil) verwendet, in der Literatur da hierbei Produkte mit quaternaren Stereozentren gebildet werden. Im weiteren Reaktionen nicht Modellsubstrate Verlauf dieses naher spezifiziert, Cyclopentadien Cylopentadieny leisen- untersucht/2032041 uberschusse können. Der wobei ergeben, Unterkapitels (1.7.6) da sich es allen in Fallen die um Rutheniumkomplexe und erstere höhere wurden Kundig von Reaktionsgeschwindigkeiten und et phenyl)phosphanyl-oxyl)-l,2-diphenylphosphan), beitragt. Komplex 10 reagiert mit [Ru(Cp)(Me2CO)(BIPHOP-F)]SbF6 Enantiomeren- worauf AgSbF6 in (11).[203] der BIPHOP-F zur Aceton enthalt den (l,2-Bis(bis(pentafluoro- Lewisaciditat des Metallzentrums zum Methacrolein kationischen Acetondenvat verdrangt CH2C12 in [Ru(Cp)(BIPHOP-F)(Methacrolein)]SbF6 (12) L= I X=- 14 R=H L= Aceton X R H L Methacrolein X Me L Aceton X R R 56 33: Cyclopentadienyl und Indenylruthemum = = = H = = BIPHOP F Komplexe das entsteht (Abbildung 33). Abbildung al. letztere dafür stabiler sind und einfacher wiederverwendet werden Perfluoroaryldiphosphimtligand Aceton, erwähnten und Methacrolein handelt. Cyclopentadienylrutheniumkomplex [Ru(Cp)I(BIPHOP-F)] (10) elektronenarmen koordinierte sind die Substrate der Diels-Alder- = SbF6 15 = SbF6 16 = SbF6 17 Einleitung 1 Komplex 27^ [203] gjne 11 die Diels-Aider-Reaktion mit hohen Selektivitäten katalysiert Feinabstimmung Ligandgerüstes durch des einen Wechsel von Me4BIPHOP-F ergibt für [Ru(Cp)(Me2CO)(Me4BIPHOP-F)]SbF6 (13) eine asymmetrische Induktion.[204] Zudem wurde einen grossen Effekt auf die Reaktionsgeschwindigkeit (Schema BIPHOP-F etwas zu höhere beobachtet, dass die Beschaffenheit des Anions hat (TfCT < BF4 < PF6 < SbF6~ < BArF~), nicht aber auf die Enantioselektivität.[205] Me ^ vi + Me X 11 13 0. o. 15 o. (£rcHo. 17 - CHO rh Me (2S)-exo Schema 27: 11 91% 97% (92% ee) 3% (ee nb) 13 87% 97% (97% ee) 3% (ee nb) 15 85% 99.7% (88% ee) 0.3% (ee nb) 17 80% 99.8% (95% ee) 0.2% (ee nb) Ruthemum-BIPHOP-F-katalysierte Analog zu Diels-Alder-Reaktion. Cp-Komplexen 10-13 den (2S)-endo [RuCl(Ind)(BIPHOP-F)] (14) (Ind = werden auch die Indenylrutheniumkomplexe Indenyl), [Ru(Ind)(Me2CO)(BIPHOP-F)]SbF6 (15) [Ru(Ind)(BIPHOP-F)(Methacrolein)]SbF6 (16) erhalten (Abbildung Komplex hervorragender 15 katalysiert die Diels-Alder-Reaktion Diastereoselektivität.[206] Für den und 33).[206] mit guter Enantio- und Me4BIPHOP-F-Indenylkomplexe [Ru(Ind)(Me2CO)(Me4BIPHOP-F)]SbF6 (17) resultiert wiederum eine höhere asymmetrische Induktion Der (Schema 27). Bisoxazolinkomplex [RuCl(MES)(!Pr-pymox)]SbF6 fPr-pymox pyridyl)-l,3-oxazolin) wurde Chloridabstraktion mit AgSbFö von Davies et al. diastereoselektiv in einem Aceton-Wasser-Gemisch ergibt = 4-Isopropyl-2-(2- hergestellte207'2081 den dikationischen Lewissäurekatalysator [Ru(MES)(H20)(!Pr-pymox)][SbF6]2 (18) (Abbildung 34). 57 1 Einleitung lx / N .-'Pr 'Pr. 'Pr. 0H2 N/0 'Pr-benbox 'Pr-pymox ='Pr-pymox 18 R=Me N-N 19 R=Me N-N ='Pr-benbox X 20 R N-0 'Pr-saloxaz X Abbildung 34: = H = Rutheniumarenkomplexe 18 Komplex Enantioselektivität mit = (SbF6)2 = (SbF6)2 = SbF6 Pymox-, die katalysiert (Schema X 'Pr-saloxaz Benbox- und Saloxazliganden. Diels-Alder-Reaktion mit guter Diastereo- und 28).[207] Me 18 Me o. 19 0.20 [f/TCH0 l\J CHO + ^"CHO Me (2S)-exo Schema 28: Ruthemumpymox-, Eine vergleichbare 18 90% 96%(81%ee) 4%(ee nb) 19 88% 94% (67% ee) 6%(ee nb) 20 67% 95% (48% ee) 5%(ee nb) benbox- und saloxaz-katalysierte Diels-Alder-Reaktion. Diastereoselektivität [Ru(MES)(H20)(!Pr-benbox)][SbF6]2 Bisoxazolinliganden benbox Komplex 19 kann wie 18 aber eine signifikant Der aus auf monokationischen 58 und dem Mesitylenkomplex der den C2-symmetrischen enthält 34).[210] Katalysators 20 von (Abbildung 34).[209] im 20 Dies Vergleich führt zu liefert Cycloadditionsreaktion (Schema 28). [Ru(!Pr-saloxaz)(C6H6)(H20)]SbF6 (20) (Abbildung 19. Die Diastereoselektivität mit entsprechenden Chlorokomplex hergestellt werden, N-O-Salicyloxazolinliganden (saloxaz Lewisacidität Systeme 18 erhalten, tiefere Enantioselektivität in der Benzolkomplex anionischen (19) wird (l,2-Bis(2-oxazolinyl)benzol) dem {2S)-endo = weist Salicyloxazolin) zu einer entspricht derjenigen eine reduzierten den dikationischen aufgrund verminderte Aktivität Katalysatoren 18 der !Pr-benbox- oder 19, die Enantioselektivität ist aber deutlich tiefer (Schema 28). des des und !Pr-pymox- Einleitung 1 Die p-Cymolkomplexe TolBINPO)]SbF6 enthalten die Bisphosphanmonoxidliganden l,l'-binaphthyl) und [RuCl(p-Cym)((5)-BINPO)]SbF6 elektronisch auch sterisch) asymmetrischen ((2-Diphenylphosphano,2'-diphenylphosphanoxid)- BINPO resp. TolBINPO (und [RuCl(p-Cym)((S)- ((2-Di(p-tolyl)phosphano,2'-di(p-tolyl)phosphanoxid)-l,r- binaphthyl) (Abbildung 35).[211] P-0= BINPO, TolBINPO BINPO Ar P-P TolBINPO Ar = BINAP, TolBINAP Abbildung Die 35: Rutheniumkomplexe Diastereo- BINAP Ar p-Tol TolBINAP Ar = = Ph p-Tol asymmetrischen BINPO-Liganden. die Diels-Alder-Reaktion mit (bis 99%) und Enantioselektivitäten (bis 99%). Katalysatoren, die Enantioselektivitäten und (S)-TolBINAP basieren, (19 bis 50%). 1,3-Dipolare Cycloaddition 1,3-Dipolare Cycloadditionsreaktionen elegante Methode des Ph C2-symmetrischen Bisphosphanliganden (S)-BINAP ergeben frappant tiefere 1.7.7 = entsprechenden Lewissäurekomplexe katalysieren ausgezeichneten auf den mit elektronisch = für die dipolaren Reagenzes Heterocyclen hergestellt Synthese und des von stellen eine Atom-effiziente und Fünfringsystemen dar.[212'213] Abhängig Dipolarophils werden. hochgradig ihrem Mit kann eine grosse Auswahl Potential zur Kontrolle an von der Wahl verschiedenen von bis drei zu Stereogenen Zentren ist die Lewissäure-katalysierte 1,3-dipolare Cycloadditionsreaktion Nitronen mit Olefinen eine äusserst direkte und haben grosse Aufmerksamkeit geweckt, vielfältige Methode. da sie einfach zugänglich handhaben sind. Zudem bieten ihre Reaktionen mit Olefinen einen Isoxazolinderivaten, deren N-O-Bindung sich von 3-Aminoalkoholen Verbindungen bereitwillig als Intermediate für die /?-Lactame, ß-Aminosäuren spalten unter milden lässt. Herstellung und Alkaloide Insbesondere Nitrone und unkompliziert zu praktischen Zugang zu Bedingungen Deshalb wurden vieler nützlicher von und der diese Bildung cyclischen Verbindungen wie z. B. eingesetzt. 59 1 Einleitung Rutheniumchlorokomplexe entsprechenden (LL*= Arendimer (Aren des [RuCl(^6-Aren)(LL*)]SbF6 Typs t ^N^Y-cho »"'Me d/ Ph Ph d/ Ph CHO 3,4-endo R^ (SbF6)2 Schema 29: ' Durch Chloridabstraktion mit katalysieren und die 94% 21 R 22 R 3% (5 4% 69%(54%ee) e) 3131%(40%ee) % (4 0% 33% e (45% ee) p-Me'Pr = Me6 = Nitronen mit Methacrolein. von wurden die AgSbF6 (Aren e 3,5-endo 67%(74%ee) korrespondierenden Aquakomplexe p-Cym (21), C6Me6 (22)) erhalten. = von Letztere Nitronen mit Methacrolein mit hoher endo- Enantioselektivität. (11) [Ru(Cp)(Me2CO)(BIPHOP-F)]SbF6 Cycloaddition Die >99% 22 1,3-dipolare Cycloaddition mittelmässiger Mit 21 Ruthemum-katalysierte 1,3-dipolare Cycloaddition [Ru(776-Aren)(H2OXLL*)][SbF6]2 dem 29).[212] P^N^N 21 oder 22 Me^/CHO <^P^" aus CôHô, CôMeô, p-Cym) und dem zweizähnigen Liganden = P-N-, P-P-, N-N-Chelatligand) synthetisiert (Schema PKN^° wurden eine gute Enantio- und e«Jo-Präferenz dieser vollständige Reaktion wird für dieselbe e«Jo-Selektivität erhalten macht den exo- selektiven 1,3-dipolare (Schema 30).[213] Indenylkomplexe [Ru(Ind)(Me2CO)(BIPHOP-F)]SbF6 (15, vgl. Schema 27) ungeeignet als Katalysator. Ph^° l Me + Ar ~| OCMe? Schema 30: 60 SbF6 T "Ph- 11 »" -°\ Ph- <Q "H»eC"° 3,4-endo Ar Ph 92% 40% (94% ee) p-N02-Ph 80% <1% p-CF3-Ph 79% + -Ox,CHO Ph-N/>Me PIT 3,5-endo 60% (76% ee) (ee nb) >99% (66% ee) 10%(eenb) 90% (74% ee) Ruthemum-BIPHOP-F-katalysierte 1,3-dipolare Cycloaddition von Nitronen mit Methacrolein. 1 Einleitung 1.7.8 Alkenmetathese Alkenmetathese Die chemischen Synthese dar, möglich wurde.[214] formal ein stellt was eine häufig angewendete Umsetzung Austausch der Gegenwart in Alkylideneinheiten Prinzip der Umalkyhdenierung basieren mehrere Arten Ringoffnungsmetathese-Polymensation die Ringschluss- (RCM) Synthese die von höheren Olefinen Katalysatoren waren eines zweier die (CM). Die Metallcarbenkomplexes Alkene statt. Auf diesem ersten in Metathesen 1990 via ein gelang entwickeln.12161 (Abbildung Grubbs definierten einen synthetisierte 1992 B. die Umsetzung zur längerem bekannt, Undefiniert, als dass die Metathesen gezielt zu fur Katalysator den die luftstabilen ersten einen Metathese¬ richtig erwies.[215] der sich spater als Metallacyclobutanintermediat, Schrock, es zur industriellem Massstab Diese Reaktionen sind seit indes noch z. (ROM), Ringoffnungs- hatten genutzt werden können. Herrison und Chauvin beschrieben 1971 mechanismus modernen Alkenmetathesereaktionen, der Petrochemie in durchgeführt. anfanglich von (ROMP), und die Kreuzmetathese nicht fnnktionalisierter Alkene wurden der Entwicklung massgeschneiderter Katalysatoren erst mit der Bei der Metathese findet wechselseitiger in Alkenmetathese Erst zu Metathesekatalysator 36).[217] N PCy3 | CI Ph H ,Ru= ( FsC Me PCy3 F3c^Me 01-3 Abbildung Die Aktivität 36: Schrocks Schrock-Systeme auch unempfindlicher Die von fur und Gruppen sind stensch Rutheniummetathesekatalysator empfindlicher, teurer und eignen anspruchsvolle Substrate.[218] ermöglichen besonders von Furstner[219] Rutheniumkatalysatoren, kationischen und Grubbs' Molybdän und milde einem stellen sind Grubbs-Katalysatoren entwickelten eine alternative Generation Benzyliden-Strukturmotiv basieren.12 Halbsandwichruthemumallenylidenkomplexe Cym)(PR3)(=C=C=CHPh2)]PF6 aufgrund ihrer höheren Bedingungen. Dixneuf*2201 die nicht auf sich nutzliche des Typs Katalysatorvorlaufer 8] Die [RuCl(pfur die 61 1 Einleitung Ringschlussmetathese dar.[219] sie sowohl in der ] Anwendung.122 Reaktion Da sie tolerant Ru=C-Bindung ihrer Allenylideneinheit Cym)(PR3)], welches Phosphanliganden mit [RuCi2(p-Cym)]2 von als auch in der organischen Synthese (RCM) Die funktionellen gegenüber nichtkoordiniertenden Anions (z. B. NaPFö) unter finden Polymerwissenschaft (ROMP) lässt sich einfach herstellen. Die ergibt entsprechenden Propargylalkohol mit dem Gruppen sind, monomeres und in [RaCh(p- Gegenwart protischen Bedingungen (MeOH) eines zum gewünschten Rutheniumallenylidenkomplex reagiert (Schema 31).[141] Ph ~| Ph I Cl PF6 OH / ^ci NaPF6, MeOH R,P R Schema 31: Herstellung der noch flexiblere Methode für die Komplexe mit 4 ] Herstellung von durchwegs guten Phosphanligand PR3 PCy3 Schema 32: Um zahlreicher verschiedener Bildung von katalysiert die Ringschlussreaktion Isomerisierungsprodukten (Schema von 32).[141] 1 ^ ^ISL 95% aktiveres mit Ruthemumallenylidenkomplexen. Analogon Cym)(PCy3)(=C=C=CHPh2)]PF6 62 aprotischen Ts Katalysator Ringschlussmetathese ein unter realisiert wurden. 1 ) \ Synthese resultiert eine hat dabei einen grossen Einfluss auf die Ausbeute, wobei die besten Ts /Nx Allenylidenkomplexen so bis sehr guten Ausbeuten. Dienen mit guter Ausbeute und ohne Resultate mit Ph (z. B. AgPF6) ersetzt, Die beiden Methoden erlauben die [RuCl(/7-Cym)(PCy3)(=C=C=CHPh2)]PF6 Der Cy, 'Pr, Ruthemumallenylidenkomplexe. Wird das Alkalimetallsalz durch ein Silbersalz Bedingungen.1 = zu der "zweiten finden wurde eine Serie Generation" von von [RuCl(/?- Komplexen untersucht, die 1 sich lediglich und CF3SO3 im Gegenion unterschieden.11411 Die besten Resultate wurden mit OTF (Raumtemperatur) erhalten.[222] Allenylidensubstituenten), Gegenion Produktgemische.[ 4 ] Eine Je nach (80 °C) Allenylidenkomplex (Phosphanligand, oder den Zusatz von Additiven resultierten photochemische Aktivierung (UV-Licht bei 300 zum Teil nm) erlaubte es, Raumtemperatur durchzuführend2231 die RCM-Reaktion bei Tether-^ Dixneuf und Mitarbeiter stellten auch Allenylidenkomplexe her, Ringschlussmetathese Einleitung 4 wobei erstere gute, letztere lieferten ] NHC-Liganden-enthaltende[220] und jedoch eher massige Resultate in der (Abbildung 37). ~| PF6 CI1 Ph MesN NM es Ph Abbildung 1.7.9 37: Tether- und fur die RCM. Olefinisomerisierung Die Bemühungen, für enantioselektive um Carbenallenylidenkomplexe die katalytische Jahrtausendwende Katalysatorvorläufer Hydrierung chirale Halbsandwichkomplexe Transformationen nutzbar auf wird,[224] asymmetrischen zu verbleibt (X, Y es bei = Metallatomen machen, konzentrierten sich Arenrutheniumkomplexe.[12] [RuX(^6-Aren)(BINAP)]Y abgespalten mit Während bei Noyoris Cl, Br, I) das Aren bei der der Olefinisomerisierung mit Arenrutheniumsystemen im Komplex (Schema 33).[225] Katalysator °^° Bu NaBH4 H Schema 33: Enantioselektive X Bu H 61% ee X Bu Desymmetnsierung H von 2-«-Butyl-4,7-dihydro-l,3-dioxepin. 63 1 Einleitung Die Olefinisomerisierung welches aus, eine verschwindet.112'2251 in die Bei dieser Asymmetriezentrum zwar Induktionen bis stark ein enthält, die bei Desymmetrisierung das von zu Bedingungen der einer Seite zur Kohlenstoffatom ebenfalls als katalytisch solche 1.5.5.5).[12] stellt sich für Im 64 einem zu werden aktiv und ergab Welche Enantioselektivität in der Beiträge das aber wie erwähnt Haupt- und das katalytischen Olefinisomerisierung unterscheiden, ist indessen geklärt nächsten katalytische kommen. Allyl- [RuCl(pesa)(p-Cym)] Gleichgewichte liegen leisten und wie sich die beiden Diastereomere in ihrer Reaktivität noch nicht der Arenrutheniumkomplex [RuCl(pesa)(/?- Olefinisomerisierung (vgl. Kapitel Nebendiastereomer dabei von (Schema 33). Diastereomerengleichgewicht ein, auf Doppelbindung Ruthenium-DIOP-Katalysatoren[161'226] Olefinisomerisierung ee katalytischen Isomerisierung der wandert die 12-13% erreicht. Der 61% 2-«-Butyl-4,7-dihydro-l,3-dioxepin «-Butyl-substituierte wird. Mit Rhodium- und erweist sich in der Unter den von wobei Enantiomerenüberschüsse optische geht Symmetrieebene Vinylposition, Cym)][227] in Schema 33 Kapitel Reaktion wird vorgestellt, mit der Cyclopropanierung Olefinen eine weitere in der Rutheniumhalbsandwichkomplexe zum Einsatz von 1 1.8 Einleitung Cyclopropanierung An dieser Stelle wird mit der Anwendung Cyclopropanierung diskutiert. Neben den hauptsächlich «s-selektive von wichtigsten Kupfer- Systeme behandelt. Olefinen eine weitere und katalytische Rhodiumkatalysatoren Schliesslich das gilt werden den Interesse Rutheniumkataly s atoren. 1.8.1 Einführung vielen In Cyclopropane synthetische biologisch als aktiven strukturelle Verbindungen zahlreichen Syntheseprodukten kommen an Bedeutung. Styrolen steigert stetig Die Isolierung das Interesse an Cyclopropanring- von der Herstellung dieser und deren Derivate. Naturprodukte (23-26), wichtige und (Unter-) Einheiten vor.[228] Zudem gewinnen sie auch als Intermediate immer mehr aufweisenden Fettsäuren und synthetische Natur- Aminosäuren Klassen von [229~232] Pyrethrofragmente (25 (28-30)[234236] Verbindungen mit und und carbocyclische Cyclopropaneinheiten 27),[233] Nukleoside dar natürliche (31)[237] und stellen (Abbildung 38). ,C02H C02H 23 24 25 Af°2" NH3+ C02Na Abbildung )— C02H H3N 29 38: Bedeutende Natur- und Syntheseprodukte 30 mit Cyclopropaneinheiten (+)-Cyclolauren (23), (+)- Thujopsen (24), (lÄ)-(+)-cw-Chrysanthemat (25), Cychzidin (26), permethrimsche Aminocyclopropancarboxylsaure (29), carbocychsches L-Nukleosid konformationell eingeschränktes Saure Analogon (27), von Cilastatin L-Glutamat (28), (30), (31). 65 1 Einleitung Der von 115 das kleinste Cyclopropanring, kJ-moi1 auf, wodurch <7-C-C-Bindungen.[238] Reaktivität gegenüber Elektrophilen Reagenzien oder externen Epoxidierungen, Reaktionen erfolgen. Aufgrund ohne der finden zu seltsamerweise nur eine im und direkte besten Falle Diese Aziridinierungen. Koordination das homogenen Katalyse seit des Olefins Entfernung jeher eine ist die Herausforderung langsam hinsichtlich Reaktion entwickelt und erfuhr erst ab 1960 einen dass die Kontrolle der Selektivität sowohl da die kontrolliert asymmetrischen Cyclopropanierung, für die der Konfiguration werden muss. der Die ersten Cyclopropanierung eine von der enantioselektiven neue asymmetrischen homogenen Übergangsmetallkatalyse. Ära, Stereoselektivität Eine Diastereo- als auch in Stereozentren Entwicklung im Jahre Aufschwung. Regio-, zwei der gewesen. sich diese B. vom Kontrolle ist,[239] hat z. Metallzentrum des Reaktionszentrums selbst, Metall das an den an Atom-Transfer- Übergangsmetall-katalysierten Cyclopropanierung umfasst, nur ein. Ringöffnungsreaktionen wird sehr oft eine Koordination des Substrates Reaktionsschritt bedeutete nicht hohe verschiedensten von Ursprung der mögliche Erklärung ist, Enantioselektion Einwirkung unter der resultierenden relativ grossen Enantioselektivität in der 1906 Kräften charakteristisch eine zeigen sind als Dies ist aber nicht für alle Reaktionen der Fall. Ausnahmen sind Zentrum, Obgleich gehen und Cyclopropanierungen können stereogenen Cyclopropane physikalischen homogenen Katalyse Katalysator beobachtet. geringe Ringspannung C-C-Cyclopropanbindungen generell schwächer aliphatische In der weist eine relativ Cycloalkan, ersten Katalyse sondern auch den Diese ist für die einem homogenen überhaupt, Beginn Herstellung der von Pharmazeutika, Agrochemikalien, Aromastoffen und Düften überaus wichtig. In den asymmetrischen ersten Enantiomerenüberschuss Potential auf, das die immer Doch dies zeigte wurden die lediglich Möglichkeiten homogene asymmetrischen Übergangsmetallkatalyse barg, 3-6% und das resp. noch (ver-) birgt. So wurden seither für die Cyclopropanierung und verschiedenste andere katalytische Umsetzungen die je nach 66 realisiert.[240'241] Cyclopropanierungen immer effizientere und selektivere Anforderungen verschiedenste Übergangsmetalle Katalysatoren hervorgebracht, umfassen. 1 1.8.2 Cyclopropanierung 1.8.2.1 mit Diazo- und Methylenverbindungen Diazomethan Für die Cyclopropanierung von Alkenen mit Diazomethan Diazoverbindung, verkörpern Palladiumverbindungen wobei Einleitung Palladium(II)acetat, [Pd3(OAc)ô], den Palladiumspezies gegenüber Regioselektivitäten Diazomethan ist Cyclopropanierung.[243] der die effektivsten bevorzugt Eine Methode zur in situ ist.[242] bei dessen Herstellung die Da Rhodiumverbindungen gute und verwendet. Die erschwerte Probleme grössten Katalysatorsysteme, Wahl der Katalysator entsprechenden Kupfer- liefern werden sie eines der (CH2N2), der einfachsten von Handhabung in Verwendung CH2N2 wurde von von der Tomilov beschrieben.12441 1.8.2.2 Diazoester stellt deren Diazocarbonylverbindungen Sowohl die der Im So sind stabiler als solche mit Katalysators berücksichtigt, eine wohingegen einer. Werden die ist eine wenn stabilen weniger Carbenvorläufer 1.8.2.3 Katalysators mit zwei möglich.[243] Diazocarbonylverbindungen deuten Diazoverbindungen Substituenten die diese angrenzenden Carbonylgruppen Eigenschaften der beeinflussen die Substituenten elektronenspendende Abschätzung entsprechende Cyclopropanierung effektivsten, mit Cyclopropanierung Zersetzung durch Stickstoffabspaltung dar.[243'245'246] Diazocarbonylverbindungen nur der Allgemeinen erhöhen elektronenziehende Diazoverbindung, verringern.12471 bei als auch die Substituenten des Diazoverbindung Reaktionsgeschwindigkeit. Stabilität Schritt geschwindigkeitsbestimmende Der der Diazoverbindung und des benötigten Reaktionsbedingungen Die katalytischen verwendet indes werden. deren Methoden sind Anwendungen generelle Eignung für am mit als an.[245] Simmons-Smith-Reaktion Bei der Simmons-Smith-Reaktion Cyclopropanierungsmethode. Iodomethylzink (IZnCH2I), Diiodomethan (CH2I2) n RA 1 RS OAR 9401 ' ' das generiert ' durch handelt es sich eine um Sie beruht auf dem aktiven die oxidative Addition sehr effiziente Methylenierungsagens von wird. Mit IZnCH2l kann eine Vielzahl Zink von (Et2Zn) an Olefinen in die 67 1 Einleitung entsprechenden Methylencyclopropanverbindung von Aromastoffen[2 stereospezifisch und '2 2] Fungiziden12 Cyclopropanierung und von katalytischen Mengen häufig Bestandteile Methylencyclopropanierung sind. Die und ist mit verschiedenen funktionellen Iodomethylzink Mit der 0] überführt werden, die verläuft Gruppen kompatibel. eines chiralen Disulfonamids wurden in Zimtalkohol gute Enantioselektivitäten erhalten (Schema 34).[253~ 255] Et2Zn (2 Äq. ,NHS02R CH2l2(3Äq. 'OH "NHS02R Katalysator (0.12 Äq. 82% 76% ee R Schema 34: Enantioselektive Eine gesteigerte einem chiralen katalytische p-N02-C6H4 Simmons-Smith-Reaktion mit chiralem Disulfonamid. Enantioselektivität für dieselbe Cyclopropanierungsreaktion Titan(TADDOLato)komplex erreicht (Schema OH = 35).[256] Zn(CH2l)2(1 Äq.) Ph. Katalysator (0.25 Äqv Ph" 80% 90% ,Ph U Die Titan(TADDOLato)-katalysierte katalytischen >h O'Pr Simmons-Smith-Reaktion. Varianten der Simmons-Smith-Reaktion sind im Allylalkoholsubstrate beschränkt, X) Ji ee 'PrO Schema 35: wurde mit was die Limitierung dieser Allgemeinen auf Cyclopropanierungsmethode darstellt. In den folgenden Unterkapiteln Diazoester als Carbenvorläufer für 68 werden nur Katalysatorsysteme beschrieben, Cyclopropanierungen verwenden. die 1 Einleitung 1.8.3 Mechanismus und Stereokontrolle 1.8.3.1 Mechanismus der Ursprünglich wurde mit Cyclopropanierung wird wird.[228] dass koordinativen Diazoderivat Unsättigung zu stellen demnach reagieren. des Stickstoff und der Olefin). Dabei wird womit sich der katalysiert Da 39: es isolieren oder postuliert.[245'258_261] entsprechenden mit der Metallcarben Übergangsmetallverbindung der Heute beruht gebildet auf ihrer Metallzentrum, welche ihr ermöglicht, als Elektrophil mit dem am Koordinativ ungesättigte, für die am Lewis-saure Zersetzung von Übergangsmetallkomplexe Diazoverbindungen Übergangsmetallkatalysator führt eines Metall-stabilisierten Carbens. Das erneut der koordinativ zur dar. Der Abspaltung Cyclopropanprodukt (z. B. ein ungesättigte Übergangsmetallkomplex gebildet, Katalysezyklus schliesst (Abbildung 39). Mechanismus fur die Cyclopropanierung von Olefinen mit Diazoverbindungen Ubergangsmetallkomplexe. sich bei den Reaktionen um elektrophile Spezies handelt, Olefine schneller als elektronenärmere. Die spektroskopisch deren Metallcarbenen postulierten im Existenz Cyclopropanierungsreaktionen solchen Yates[257] elektrophiles kurzlebiges, Aktivität Bildung Vorgeschlagener durch für ein Diazoreagenzes reagieren elektronenreiche Indizien von dem Transfer der Carbeneinheit auf ein elektronenreiches Substrat aus Abbildung 1952 Übergangsmetall-katalysierten der Übergangsmetallkatalysator passende Katalysatoren nukleophile Angriff resultiert der wobei reagiert, katalytische Die Mechanismus der Diazoverbindungen allgemein akzeptiert, Diazoverbindung von Cyclopropanierung wurden Katalysezyklus während mit gut der zu Carbenkomplexe detektieren erwies sich als Katalyse stammen aus zu schwierig.[228] stöchiometrischen charakterisierten, isolierten Carbenkomplexen. Aus Ruthenium- und Osmiumcarbene isoliert, die aktive 69 1 Einleitung Katalysatoren Kupfer- 01efinbildung[262 264] fur die Rhodiumsysteme und mechanismus mit Fur die vorgeschlagen (a) ein von Cyclopropanierung.[263 267] wird angenommen, dass kurzlebigen Kupfer- Bildung und die Metallacyclobutan (Abbildung 40). über Reaktions¬ analogen einen resp. Rhodiumcarbenen reagieren. Cyclopropannngen konzertierter sie darstellen. Fur wurden Weg oder (b) zwei verschiedene Mechanismen zweistufiger ein Prozess über ein [228] MLn ~^MLn - =MLn "2Î \ "^MLn =MLn 40: Abbildung zweistufiger Mögliche Mechanismen konsertierter Prozess unter Route Bildung eines zwischen dem intermediären In diesem elektrophilen Weg (b) beginnt des durch die Stenk erscheint. eines sich freien Carbens die bindende ^"-System der wurden ein an Mechanismen Cyclopropanbildung ist bestimmt ergeben gute eine Wechselwirkung Bildung eines Cyclopropan Reaktionswege aufgeführt, obgleich am C=C- Pfad (b) Metallzentrum unwahrscheinlicher Cyclopropanierung verschiedene der (a) und C=C-Doppelbindung. und Modelle erklaren.[245270273] vorgeschlagen, Die welche Stereokontrolle durch stensche und/oder elektronische die der Wechselwirkungen Carben-Alken-Ubergangszustand. Hohe Energiedifferenzen zwischen zustanden 70 freien Carbens Aus diesem wird anschliessend reduktiv das bedingten Platzmangels Stereokontrolle bei der Cyclopropanierung es, entwickelt In der Literatur werden beide [228] im eines mit der Olefinkoordination an das Metallzentrum und der aufgrund Stereochemie Falle Anlagerung Metallacyclobutans (b) Carben-C-Atom und dem Metallacyclobutans. eliminiert.1268 269] Es intermediären mit direkter (a) beschreibt die direkte Anlagerung Doppelbindung.[245259] 1.8.3.2 Weg den Ubergangs- Diastereo- resp. Enantioselektivitaten. Die Funktion des Metalls ist Templat bereitzustellen, an dem der Carbentransfer stattfinden kann.[243] Einleitung 1 Die des Orientierung Stereochemie der bezüglich Olefins Cyclopropanierungsreaktion.[243] des Carbens Diese durch die Carbensubstituenten und das "Gesicht des kontrolliert Orientierung die relative wiederum ist bestimmt Katalysators", welches aus den Liganden besteht, in die das Metall eingebettet ist. Aus sterischen Gründen greifen 1,1-disubstituierte Olefine das Carben so Richtungen zeigen, Übergangszustand an, dass die grosse wodurch das Gruppe (Rg) und der Esterrest in entgegengesetzte ?ra«s-substituierte Cyclopropanprodukt überwiegt. Überlappung wird dabei eine maximale der Orbitale erzielt Im (Abbildung 41). Rg.Pk Rg^.'R H R': H C02R ""H T 41: Modell Doyle schlug elektrophilen zur Anlagerung Olefins eines bewegung (33) des Olefins mit einer P2 R2 R\/R gleichzeitigen R3 Rotation relativ C02R R1 R3 C02R HR3 H 42: Die > 33 » Rückseite H^/R3 H > (mit ö^Bindungsbildung L.M-Q R2 > C02R R1"^R2 R2"^R1 35 33 R3 > > H) bezuglich des Metallcarbens bei der 35. R parallel und R zur Metall-Kohlenstoff-Bindung ) ist anti zum "Katalysatorgesicht". Verdrängung[259'274] des unter und Katalysators von der (Abbildung 43). Sterische zwischen die 34 ist dann das höher substituierte Kohlenstoffatom erfolgt (R1 des Olefins Mögliche Orientierungen Olefin-Kohlenstoff-Bindung Schliesslich resp. Abwärts¬ Kohlenstoffzentrum zum C02R 32 Assoziation. Stabilität 32 anfanglichen zwischen dem .H 34 Abbildung (32) eine Aufwärts- Olefin-^-System H LnM^ Katalysators. 42).[271] folgt (Abbildung 1 H anfänglichen Wechselwirkung ein Modell vor, bei dem der Metallcarben und dem ,-COpR M das Metallzentrum des an 7\ R -Mi M Abbildung H-, "C02R ; rt R Wechselwirkungen oder R und CO2R zwischen R3 verzerren und dem "Gesicht des die Katalysators" optimale Orientierung im oder Übergangs71 1 Einleitung zustandes.[243] Dies wiederum erzeugt zusätzliche sterische umfassende Analyse berücksichtigen sämtlicher Dieses muss. stöchiometrischen Reaktionen sterischer Modell von Wechselwirkungen, auch Interaktionen erklärt die beobachteten sodass eine relative Beiträge eis-Selektivitäten in 32).[271] [W(=CHPh)(CO)5] (via fK .r1 LnM-T ; R2 M K ,R1 X02R LnM Rd C02R co9r R1 R2 H H^R3 eis 32 H LnM-T 8 ; /H R3 .R1 H H C02R ,.C02R H-,/Lr2 UM COoR RSR1 R^ R2"^R1 trans 33 Abbildung 43: Modell des Olefins und unter eine Für Olefinen mit zur Verdrängung stabilisiert des Katalysators der hohen Erklärung von cr-Bindungsbindung nach einer Rotation der Ruckseite. ?ra«s-Selektivitäten in der Cyclopropanierung von [Rh2(OAc)4] und Diazoestern kann das selbe Modell verwendet werden.[243] Eine Wechselwirkung sekundäre der cw/fraws-Selektivitat durch Erklärung den zwischen dem Sauerstoff der Olefin-Carbenkomplex (Abbildung Estergruppe und dem Carbokation 44), was schliesslich zum trans- Cyclopropan führt (via 33). R3H Abbildung Die 44: Ubergangszustand Orientierung sekundärer, stabilisierender Wechselwirkung. des Olefins wird zusätzlich beinflusst durch Substituenten Katalysatorliganden (wie 72 mit z. B. die Arylgruppen von Rhodium(III)porphyrinen), an den die in die 1 Region hineinragen, elektronische aufgehoben in welcher Wechselwirkung, die die Carbenaddition schlug Kohlenstoff-Bindung orientiert. [272'273] ungünstigen Wechselwirkungen. Rhodium(III)porphyrinsysteme bestimmt sind. Dann dreht Ethyldiazoacetat carboxylat gebildet den Übergangszustand geprägt (EDA) verwendet, Styrol der spezifiziert, Übergangszustand trans- Eisen(II)- und sind. wobei werden in der Literatur häufig Ethyl-2-phenylcyclopropan-lCyclopropan- so die (einzelnen) Substrate der handelt es sich jeweils um die und EDA. Enantioselektivitäten derjenige des selektivitäten sind als cisltrans-Verhältnisse wird immer der Enantiomeren- ?ra«s-Cyclopropans angeben. Die Diastereo¬ zuerst aufgeführt. Kupferkatalysatoren Das Potential chiraler erstmals 1966 von Katalysatoren Nozaki für die erkannt.[240] Salicylaldiminatokupfer(II)komplexen mager energetisch Übergangsmetallen mit Cyclopropanierungen nicht näher überschuss des eis- und dann 1.8.4.1 Gegenuhr¬ Enantiomerenpaar vorliegen. Cyclopropanierungsreaktion Angabe Metall- Rhodium(III)carbenen eine geringere Elektrophilie zu folgenden Unterkapiteln (1.8.4-1.8.7) erwähnten Modellsubstrate zur oder im wird. Diese weist zwei Stereogene Zentren auf, sodass die als diastereomeres der Uhrzeiger- Diese lassen sich ebenfalls mit diesem Modell erklären, da Als einfache Standardsubstrate für in sich im die durch einen frühen Asymmetrische Cyclopropanierung Bei wieder Osmium(II)porphyrinkomplexe zeigen jedoch und aufweisen und deshalb durch einen späten und es der Reste und den damit verbundenen erklärt werden, Osmium(II)carbene im Vergleich Sind die Mit diesem Modell können die guten «s-Selektivitäten der Analoge Eisen(II)- Selektivitäten.[272] produkte auch teilweise ein Modell vor, bei dem sich das Olefin zuerst senkrecht zeigersinn ab, je nach sterischen Anspruch Styrol kann werden. Kodadek 1.8.4 führt, trans-Vrodukten zu Dadurch stattfindet. Einleitung des Die asymmetrische Cyclopropanierung beobachteten wurde Enantioselektivitäten Typs 36 (Abbildung 45) waren mit 6% ee mit jedoch (Schema 36). 73 1 Einleitung 36 oder 37 'C02Et N2CHC02Et 72%/-% 'C02Et trans eis 3-6% Schema 36: Erste Noch asymmetrische Cyclopropanierung tiefere Werte dieser Übertragungen war bescheidenen von 3% Kupferkomplexen. wurden ee mit dem (Abbildung 45) erhalten (Schema 37 Selektivitäten "chiraler Information" der Startschuss für die Olefinen mit cmralen lediglich von Tribomylphosphit)kupfer(I)chloridkomplex Obgleich von ee stellen einem von diese die Ergebnisse ((-)- 36).[241] ersten auf ein Substrat dar. Damit Komplex asymmetrischen Übergangsmetallkatalyse gefallen. c8H17q R: PCuCI 36 Abbildung 45: 37 Kupferkatalysatoren fur die 38 asymmetrische Cyclopropanierung Nach dieser Pionierarbeit wurde mit dem ee für die Anspruch Cyclopropanierung der Ester-Alkylgruppe Diastereoselektivität Alkylgruppen von einen Kupferchelatkomplex Olefinen. 38 (Abbildung 45) 2,5-Dimethyl-2,4-hexadien realisiert.127 ] 68% Der sterische des Diazoesters hat sowohl auf die Enantio- als auch auf die Einfluss. grossen ermöglichten von die hohe Systematische Enantio- und Studien mit ?ra«s-Selektivität grösseren mit Menthyldiazoacetat (Schema 3j)}216~21^ 38 'C02(/-Ment) N2CHC02(/-Ment) 'C02(/-Ment) trans eis 7% Schema 37: 74 Asymmetrische Cyclopropanierung von (46% ee) 2,5-Dimethyl-2,4-hexadien 93% (94% ee) mit sperrigem Diazoester. d- 1 Die Zunahme der Enantioselektivität ist indessen nicht Diastereoselektivität, was wird.[24 Esterfunktion bestimmt hindeutet, dass darauf erstere parallel zur Einleitung der Verbesserung nicht allein durch die Grösse der ] Chirale, starre, C2-symmetrische Semicorrinliganden (Abbildung 46) erlaubten sehr gute Enantioselektivitäten in der lieferten mit und Cyclopropanierung.[279_282] Entsprechende J-Menthyldiazoacetat 95 und 97% wurden mit trans-Cyclopropane (98% ee) erhalten ee (18:82). Enantiomerenreine eis- (99% ee) 5-Azasemicorrinliganden (Abbildung 46) (16:84).[283] TMSO Abbildung 46: Semicorrinliganden Bis(oxazoline) nichtsubstituierten fur die (Abbildung dar.[177] Semicorrinen Die Liganden Diastereoselektivitäten stellen 47) hohe ergab Enantio- Diese Bis(oxazolin)liganden Resultate fur die wurden (Abbildung 47) verbessert.1284'2851 methylphenol) wurde Enantioselektivität Die eine (99% ee Anwendung Cyclopropanierung Dicyclohexylmethyl) Styrol. mit Cyclopropanierung (97 96% resp. dem und ee) zu gute (13:87). P von sehr für eines Ph" N fBu fBu 47: von C2-symmetrische Liganden alternative Kupfer(I)-katalysierte N Abbildung OTMS Kupfer-katalysierte Cyclopropamerung P Isomer). Kupferkomplexe Kupfer-katalysierte Cyclopropanierung durch die Verwendung gute Diastereoselektivität (BHT (4:96) = 2,6-Di-tert-buty\-4- und eine exzellente trans-Isomer) erzielt. Tetraphenylbis(oxazolin)liganden 2,5-Dimethyl-2,4-hexadien lieferte Olefinen. Dimethylbis(oxazolins) eines Mit dem BHT-Diazoester von ebenfalls gute mit Selektivitäten (Abbildung DCM-Diazoacetat (5:95, 95% ee 47) in (DCM für der = trans- [286,287] 75 1 Einleitung planar-chiralen,r-chiralen, Cyclopropanierung hohe 1.8.4.2 und Bis(azoferroiBis(azoferrocen)[289] wurden in der Kupfer-katalysierten Selektivitäten erhalten. Rhodiumsysteme Nach der verbindungen Entdeckung mit der katalytischen Freisetzung aufgebaute Verbindungen Koordinationsstelle formationen Stickstoff von Diazo- aus [Rh2(OAc)4] wurden chirale Rhodiumkatalysatoren intensiv untersucht.[290] Rhodiumkatalysator [Rh2(OAc)4] Der Bis(oxazolin)bis(ferrocenyl)liganden[288] und zentral-chiralen C2-symmetrischen planar- C2-symmetrischen Auch mit unter pro sehr mit vier chiralen seine Brückenliganden, Metallatom milden und besitzen.[291] Bedingungen Variationen sodass diese [Rh2(OAc)4] und hat sich sind eine Systeme ermöglicht als zweikernig freie Carbentrans- effizienter Katalysator bewährt.[292] In der wurden mit enantiomerenreinen Cyclopropanierung Enantioselektivitäten 12% (maximal ee) erhalten.[293'294] Auch mit Hilfe modifikationen konnten die Enantioselektivitäten nicht verbessert Chirale mit zu den asymmetrischen indes nur werden.129 Rhodium(II)carboxamide (Abbildung 48) lieferten J-Menthyldiazoacetat Vergleich Carboxylsäuren höhere Enantiomerenüberschüsse (bis in der zu cw-Cyclopropan.[243'296] geringe Ligand- von ] Cyclopropanierung 86 resp. 48% Kupfersystemen (vgl. Kapitel 1.8.4.1), allerdings Induktion für das nur mit ee) im einer höheren Die Diastereoselektivitäten waren durchschnittlich (33:67). R(0)Cs N O—\ O, N, 2 Rh—Rh Abbildung 48: O, 38).[297] ergaben Cyclopropanierung N, 2 0,N, Rh—Rh Dirhodium(II)carboxamidatkomplexe fur selektivitäten in der 76 N, Rh—Rh Dirhodiumtetra(prolinate) (Schema O, die gute von Rh—Rh Cyclopropanierung. Diastereo- und 1,1-Diarylethylenen hervorragende mit Enantio¬ Methylaryldiazoestern Einleitung 1 M Ar2 Ar1 Ar3 Ar1 Ar2 = = Ar1^t02Me N2CAr3C02Me = Ph Ar2'^C02Me + 87% (99% ee) Dirhodiumtetra(prolinat)-katalysierte Cyclopropamerung asymmetrische massigen nur intramolekulare _ von P?4^ 9Q& 9QQ1 mehr als 90% ee ,, x „, p-(C12H25)-Ph stellt eine Methode dar, die ' umgehen.1 zu = 1,1-Diarylethylenen. Cyclopropanierung Diastereoselektivitäten Substrate werden Enantioselektivitäten von I 7 . Ar teilweise I x (96% ee) 13% p-OMe-Ph Die "O, <£ Rh—Rh 84% Ph Schema 38: S02Ar Y Ar1-, A, -Ar3 Ar2,VV-Ar3 Katalysator Il und Für ' die durchwegs gute meisten Ausbeuten (70-93%) erreicht (Schema 39). ^ / (R)-Katalysator -* 093% 88% =0 pHN \ 2 X (S)-Katalysator *~ 98% ee Schema 39: Enantioselektive intramolekulare Rhodium(II)carboxamide Cyclopropanierung bezüglich kleiner O N 1/1/ S)^0 89% H/^0 f—\ \ C02Me /jh~R|h ee Cyclopropanierung. sind den in Kupfersystemen Enantioselektivität überlegen, solange der es intramolekularen sich um die Bildung (5-6 gliedriger) Ringsysteme handelt.[300] Sobald die Ringsysteme mehr als sechs Glieder umfassen, werden selektivitäten erhalten. zunehmender Überdies mit Für die den Kupferbis(oxazolin)katalysatoren Rhodiumkomplexe Ringgrösse, wohingegen sich wird mit zunehmender die Ringgrösse Produkt genau umgekehrt auch eine Cyclopropanierung bevorzugte C-H-Einschiebung beobachtet, unbekannt Enantio¬ sinkt also die Enantioselektivität mit Kupfersysteme im bessere was für verhalten. gegenüber der Kupferkomplexe ist.[228] 1.8.5 Cw-Selektivität in der Cyclopropanierung In den letzten 15 Jahren sind viele Metall-basierte Methoden für die trans-selektive Cyclopropanierung entstanden. Allgemeine Synthesemethoden zur selektiven Herstellung des 77 1 Einleitung thermodynamisch weniger stabilen «s-Diastereoisomers entwickelten sich nur langsam und wenig erfolgreich. Mit chiralen konnten eis-selektive Carbentransferreaktionen Eisenkomplexen katalytisch durchgeführt werden.[274'301308] stöchiometrischem Massstab und nicht selektive katalytische Cyclopropanierung 93 resp. Systems (85:15, Liganden, wie B. z. Unlängst salenkomplexe[321323] mit auf gleichfalls Enantio- Viele Intermediate oftmals von sich als indes sehr und Enantio- «s-Selektivität. entwickelt. Metallkomplexe, und für Katalysatoren und oder Kupferkomplexe.[316,317] die und Cobalt(II)- Synthese Diastereoselektivität. Weitere Dirhodium(II)komplexen[328~33 einige heterogene Zudem wurden von cis- Systeme ] zeigten «s-selektive [332'333] die als Katalysatoren werden, verwendet bilden reaktive (z. B. Carbenkomplexe). Die Reaktionen dieser Metallcarbenkomplexe sind einem frühen Übergangszustand geprägt, und somit einen Grund für das erwähnte den In Die cis- sich, mit Ausnahme eines Ruthenium(II)-[318320] verschiedene wirksame vortrefflicher in auf nicht-enantioselektive Versionen mit achiralen Ruthenium-PNNP-[324327] basierend Katalysatorsysteme Olefinen beschränkte Rhodiumporphyrin-,[309312] Eisen-[313315] erwiesen Cyclopropanen ee),[277] 19% von nur folgenden drei was die Stereoselektion reduzieren kann Selektivitätsproblem werden Unterkapiteln Cyclopropanierungssysteme vorgestellt, beginnend darstellen könnte. nun schrittweise «s-selektive mit dem stöchiometrischen Carbentransfer (siehe Kapitel 1.8.5.1), katalytischen Reaktionen (siehe Kapitel 1.8.5.2) und schliesslich enantioselektiven katalytischen Rutheniumkatalysatoren 1.8.5.1 werden in den nächsten ersten chiralen Kapiteln (1.8.6 stöchiometrischen enantioselektiven Carbenkomplexe, Hilfsstoff in der sondern Alkylkette (Schema Halbsandwichmenthyleisenkomplex ?ra«s-/?-Methylstyrol 78 (siehe und Kapitel 1.8.5.3). Die 1.8.7) separat behandelt. Cis -selektiver stöchiometrischer Carbentransfer Die keine Cyclopropanierungen vielmehr 40).[334] Der Carbentransferreaktionen Alkylkomplexe mit einem chiralen diastereomerenangereicherte (87% de) [Fe(CH2(0-Ment)(Cp)(CO)(PPh3)] mit bescheidener Selektivität umfassten zum cyclopropaniert entsprechenden trans-Cyclopropan. 1 A HBF4 Ph3P'"/Fe Einleitung Me OC trans 26% Schema 40: Stochiometnscher Carbentransfer mit Die Reaktion einem Halbsandwichmenthyleisenkomplex. [Fe(CH2(0-Ment))(Cp)(CO)(PPh3)] von [Fe(CH2X)(Cp)(CO)(PPIi3)].[33 enantiomerenreinen Komplex Alkyleisenkomplex wurde eine Enantioselektivität Brookhart et al. [Fe(Cp)(=C(H)Me)(CO)(PR3)] (PR3 für mechanistische zur Stereochemie und syncUnale für die zur achirales tertiäres Eisenkomplexen ein elektrophile CrZentrum des zeigten, Mit diesem weiterentwickelten erhalten. dass das Diese wurden eingesetzt. weniger stabile, Basierend auf Typs Studien reaktivere Untersuchungen Typs [Fe(Cp)(CO)2(C(H)(D)C(H)(D))C(H)(Ph)]+ wurde Fe-C<rBindung am a- Kohlenstoffatom zur des Phosphan).[259302"304] reagiert. Rückseiten-Ringschluss die ee den ergab HX Carbentransferreaktionen auf Olefine relativen Reaktivität Cyclopropanbildung Inversion von 9% ] mit Eisencarbenkomplexe Isomer des Eisencarbens mit dem Olefin mit deuterierten das Analysen = von chirale isolierten ee vorgeschlagen.1149'336"3401 "von hinten" (1) an, Dabei greift eine formale was Folge hat (Abbildung 49). &>-x oc-f oc ~T D H .H Pn> H(Ph) H Hv\..H y'"Ph(H) D/ d/"h + D ,Ph H.,7\->lH D D beobachtet Ph.,H DÄH H D nicht beobachtet H(Ph) Abbildung Inversion 49: Carbentransfer auf Olefine mit chiralen am Ca, (2) Ringschluss f/zreo-Komplex. Fur den von Eisenkomplexen (1) Ringschluss der Vorderseite mit Retention eryf/zra-Komplex wird eine am Ca. Gezeigt von ist die der Ruckseite mit Sequenz fur den entsprechende Abfolge gefunden. 79 1 Einleitung Diastereomerenreine chiralen Eisencarbenkomplexe [Fe(Cp)(=C(H)CH3)(CO)(P )] Phosphanliganden (P Enantioselektivitäten (bis 88% ee) für den Carbentransfer auf diastereomerenreinen Spektrum von Carbentransfersystem stöchiometrisehen des auf ein breites Wolframkomplex [W(=CHPh)(C05)] moderate bis gute Ausbeuten und von ortho-Stellung Styrol ausschliesslich B. X = von der das stellen ein weiteres c/s-selektives Carbenliganden Hossain und Mitarbeitern ortho- substituierten Donorgruppen (z. (Schema 41). mit chiralen Cyclopropanierung erzielt. Befindet sich in starken die Cyclopropanierung, «s-2-Buten wurden dar und wurden diastereomerenreinen von dieser (9:1 resp. 40:1) erhalten. Halbsandwichkomplexe im Falle stöchiometrische und Synthese Die gute [Fe(Cp)(C(0)CH3)(CO)(P*)]. Acylkomplexe Styrol Für Styrol.[339] lieferten chromatographische Trennung die Olefinen anwendbar ist, wurde mit dem realisiert.[274'301] Selektivitäten der «s-selektive erste erfordert Carbenkomplexe Diastereomerengemisch Die (5)-Bis(2-methylbutyl)phenylphosphan) = mit einem eingeführt.1305'341"3431 Mit in wurden Benzylcarbeneisenderivaten der Olefinen gute Diastereo- und Enantioselektivitäten Arylgruppe eine «s-Cyclopropan Methylgruppe (X mit mehr als 95% = ee CH3), so wird erhalten. Mit OCH3) werden allerdings tiefere Selektivitäten beobachtet [307,308] Fe\-co R'\ CO R -78 °C 1. CH2CI2, 2. hv, -Cr(CO)3 X -A<:R " [0 Ô * R trans CIS (OC)3Cr R= Ph, R'= H, X = R= Ph, R'= H, X = R= R' R= R' Schema 41: Dies Me 80% >99% OMe 91% 91% (60% ee) = Ph, X OMe 86% 92% ee = Me, X=OMe 90% 95% ee = Stöchiometrische, m-selektive, enantioselektive Cyclopropanierung lässt sich mit einer Stabilisierung eines elektronenspendende Gruppen erklären.[307'308] Dadurch Bindung möglich, 1,1-Diphenyl- was bzw. sich negativ mit chiralen kurzlebigen <1% (ee nb) 9% (ee nb) Eisenkomplexen. ^Carbokations durch wird eine Rotation um die Cp-Cr auf die Selektivitäten auswirkt. Gleichwohl werden mit 1,1-Dimethylethylen auch mit ausgeprägten substituenten gute Enantioselektivitäten beobachtet 80 (>95% ee) (Schema Donorgruppen 41).[306'344] im Carben- 1 Einleitung Da sich die chirale Information auf dem Metall selbst befindet und das Carben nicht durch eine Diazoverbindung zugänglich ist, durchgeführt Massstab Verwendung 1.8.5.2 von werden. Ein weiterer, kann diese Reaktion offenkundiger Nachteil katalytische dieses Ansatzes ist die Reaktionen Rhodiumprophyrinkatalysatoren ergaben (Schema in stöchiometrischem zwei verschiedenen Hilfsstoffen. Cis-selektive mit EDA als nur Carbenquelle in der ungewöhnliche eine Cyclopropanierung Präferenz für das cw-Olefinen von «s-Isomer (54—87%) 42).[309] Katalysator C02Et N2CHC02Et C02Et + 90% Ar = MES eis trans 77% 23% Ar Schema 42: Rhodiumporphyrin-katalysierte 1,4-Cyclohexadien, Für Styrol hingegen Eine z. Cyclopropanierung von cw-Olefinen. B., wurde mit guter Ausbeute und Selektivität cyclopropaniert. wurde eine erhebliche «s-selektive Ph, o-TOL MES = geringe Steigerung Mitarbeitern mit dem achiralen ?ra«s-Selektivität beobachtet der «s-Selektivität für (47:53). Styrol Hossain gelang Eisenkomplex [Fe(Cp)(THF)(CO)2]BF4 (39) (Schema und 43).[313~ 315] ~l BF4 39 "C02Et C02Et N2CHC02Et ^ OC 10-68% trans eis bis Schema 43: Achiraler ,..Fe OC"/ Eisenkomplex als Katalysator zu 39 97:3 fur die Cyclopropanierung von Styrol. 81 1 Einleitung Katalysator 39 zeigt notwendig, um aber eine die Ausbeute auf 68% Aktivität und geringe zu 10 mol% im Carbensubstituenten Elektronenreiche Olefine wie können ein z. B. sich manifestiert kurzlebiges ^Carbokation stabilisieren, Phenyldiazomethan was Resultate erhalten (80% Ausbeute, Komplex 39 ein Imin.[34 Aziridin ] Achirale und oder Ethylviny lether die C/j-CrBindung um einhergeht (60:40, so Systeme314] diesem 55:45 und werden auch mit 45:55). Styrol gute 96:4).[315] erwies sich zudem als effizienter Katalysator für den Carbentransfer auf Bei dieser verwandten Atom-Transfer-Reaktion wird ausschliesslich das cis- gebildet, Systeme bei Drehung eine Carbenquelle verwendet, als auch elektronenreichen von p-Methylstyrol, 2-Methoxypropen erlaubt und mit einem massiven «s-Selektivitätsverlust Wird waren erhöhen (85:15). Die bereits beim stöchiometrischen Carbentransfer beobachtete Abnahme der «s-Selektivität im Falle Gruppen Katalysator mit Ausbeuten bis 95% für Kupfer(I)katalysatoren die katalysieren mit Phenyldiazomethan. Polypyrazolylboratliganden Cyclopropanierung 99%) und cw-Selektivitäten (bis 98:2).[317] sehr sind aktive mit ausserordentlich hohen Ausbeuten Sogar wenig aktive aliphatische 1-Alkene (bis (z. B. 1- Okten) werden mit guten Ausbeuten (80%) und Selektivitäten (75:25) cyclopropaniert. Vergleichbare Resultate, einen optisch aktiven wennauch mit etwas geringeren Ausbeuten (bis 69%), wurden mit Polypyrazolylboratkupferkomplex erhalten (76:24, 62% ee für beide Isomere).[316] 1.8.5.3 Cis- und enantioselektive katalytische Cyclopropanierungen Aratani entwickelte den ersten sowohl hohe cis- als auch Katalysator, der in der Enantioselektivitäten kupferkomplex 38 (Abbildung 45, Seite Cyclopropanierung ermöglichte.12771 =( /= X Ä 38 X N2CHC02Et CI Cl^\." um 88% Cyclopropanierung "co2Et "C02Et trans (85% ee) von (Schema 44). Cl""^^ eis 82 Salicylaldimin- X.A + 71% Schema 44: Cis- und enantioselektive Olefinen 74) wandelte 2-Methyl-5,5-dichloro-2-penten mit guten Selektivitäten in das entsprechende gem-Dichloroethylcyclopropan CI Der von 12% (31% ee) 2-Methyl-5,5-dichloro-2-penten. Einleitung 1 Halogensubstituenten haben Die dieser einen entscheidenden Einfluss auf die Stereokontrolle Cyclopropanierungsreaktion.[277] ?ra«s-Selektivität beobachtet Für 2,5-Dimethyl-2,4-hexadien wird eine ausgeprägte (Schema 37, Seite 74), womit das System als substratspezifisch bezeichnet werden kann. Rhodium(II)carboxamidkomplex Der Diazoester mit massiger «s-Selektivität, 40 die katalysiert Cyclopropanierung mit DCM- dafür mit höheren Enantioselektivitäten (Schema 45)[329] C02R' 40 oder 41 l N2CHC02R C02R J + (f "^T [I ?/ ^/ yRh—Rh C02R J eis 40 R 41 R CH(Cy)2 feu = = Schema 45: 74% 66% (95% ee) 34% (77% ee) R' 47% 74% (94% ee) 26% (71% ee) R' Rodium(II)carboxamidkomplex in der enantioselektiven Der DCM-Diazoester bietet einen ist: Dicyclohexylesterprodukte die Cyclopropanester wird gegenüber übrig lassen dem Menthylestergruppen ergab Selektivitäten und in der Kodadek und 3 2,346] vergleichbare Mitarbeiter Katalysatoren p^r sich Cyclopropanierung. selektiv im Der trans- und nicht-reagierte ds-Cyclopropanester c^jra|e für die Versionen 41 mit einer mit Enantioselektivitäten kann als reines zeigten, dass chirale Cyclopropanierung des sterisch 'Bu-Diazoester (Schema anspruchsvollen etwas 45).[331] höhere cis- Dieses System Styrolderivate. von Rhodiumporphyrine (42 Olefinen mit Diazoestern Rhodiumporphyrinsystems anspruchsvollen Arylsubstituenten (/?)-l,l'-Binaphth-2-yl yl hydrolysieren.[287] bevorzugt hydrolysiert «s-Produkt Cyclopropanierung toleriert auch mehrfachsubstituierte effiziente (4S,5R)-Menthyl = bleibt. Azetidindirhodium(II)komplex Der 'Bu Vorteil, der durch andere Diazoester nicht gegeben anschliessend entfernt werden, wodurch der Produkt = und wurden die zwei und 43) sind.[31°" sterisch (R)-(l'-Pyrenyl)-l-naphthyl-2- Makrozyklus eingeführt (Schema 46). 83 1 Einleitung f ^K 42 oder 43 fSfA^* + trans eis 42 70% (1 ee) 30% (ee nb) 43 71% (15% ee) 29% (ee nb) 0% ^/%, Ar 42 und 43 Schema 46: "Chirale Wand"- und "chirale Festung"-Rhodiumporphynnkomplexe Aus nahezu allen untersuchten Olefinen werden Cyclopropane gebildet. «,s-/?-Methylstyrol Zunahme Eine Porphyringerüst Styrol der Systeme, entsprechenden cis- signifikant erhöht (71:29), mit wird mit sterisch Katalysatorladung bei den sehr effizienten von weniger als 0.5 mol% erlauben, tetrasubstituierte Olefine Rhodiumkomplexe der ist indes die bescheidene «s-selektiven Cyclopropanierung ohne sterisch anspruchsvolle Gleichwohl stellen die Substrate dar. Somit können Kodadeks «s-selektiver Vergleich zu Systeme bezeichnet Rhodium eine der Bestrebungen durchaus geringeren gegenüber verschiedensten organischen 84 Systeme jedoch nicht weiter ungefähr derselben chirale Induktion wenigen Ausnahmen Diazoester oder einer spezielle als Pionierarbeit im Bereich werden. Asymmetrische Cyclopropanierung Die im im hingegen reagieren langsamer. ee).[311'312] Entwicklung (93:7).[312] Rhodiumporphyrinkatalysatoren, ist. Mono-, di- und trisubstituierte Olefine werden mit Schwachstelle 1.8.6 die anspruchvollen Gruppen (maximal 60% der Cyclopropamerung. Temperatur beobachtet. Diese Massnahmen senken jedoch was Geschwindigkeit cyclopropaniert, Die wurde die «s-Selektivität Diastereoselektivität und mit sinkender die teilweise eine hauptsächlich der wird das «s-Produkt sogar mit einer guten Selektivität erhalten auch die Aktivität der problematisch Für in mit Rutheniumsystemen Kosten und die bemerkenswerte Toleranz Funktionalitäten charakterisieren die Ruthenium- 1 Systeme. Das Interesse am Entwurf asymmetrische Cyclopropamerung speziell wenn Diazoverbindungen In diesem Kapitel werden nach behandelt. Rutheniumkatalysatoren selektiven Systeme vorgestellt, werden. Im nächsten katalysatoren in der fur Katalysatoren weist eine 0.15 stellen, werden mit die zuerst Systemen entwickelten nun trans- eis-Katalysatoren beschrieben wird dann abschliessend auf Rutheniumhalbsandwich¬ eingegangen. wie bereits in trans- dar. Das erwähnt, erzielt akzeptablen effiziente Rutheniumporphynnsystem Cyclopropamerung auf, Umsatz und 1.8.5.2 Kapitel in der quantitativer guten die zweiten Teil dann die hohe Aktivität ein fur Eigenschaften, ebendiesen und eis-selektiven werden Cyclopropanierungsreaktionen Katalysator Cyclopropane im auf Katalysatoren der Carbeneinheit verwendet werden. Kupfer-, Rhodium- Cyclopropamerung ausgesprochen mol% bevor basiert Herstellung Anfanglich Kapitel (1.8.7) Metalloporphynne Olefinen von fur die Ruthenium-basierten von Einleitung 44 sodass bereits mit kann.[347 348] werden Enantioselektivitaten Die gebildet (Schema 47). Der alternative und moderate katalysatoren auf (Schema Enantioselektivitaten weisen im (vgl. Schemata 45 Rutheniumporphyrinkomplex Gegensatz 42 und zu den ergibt 47)[349350] nur massige bis gute Diastereo- Chirale Rutheniumporphynn- Rhodiumporphyrinsystemen eine ?ra«s-Selektivitat 46). 44 oder 45 Et + N2CHC02Et >99% Umsatz r-""^, ^>-r u trans CIS 44 4% (15% ee) 96% (87% ee; 45 10% (14%ee) 90% (34% ee; Ar2: \ / HN Ar1 F3C^° Ph rn Ar1,L1 =CO, L2 Ar2, L1 L2 0= 44 45 Schema 47: Ruthemumporphyrinkomplexe = als = ^ OMe EtOH = Katalysatoren in der asymmetrischen Cyclopropamerung 85 1 Einleitung 46 Rutheniumpyboxkatalysatoren Die Pyboxliganden nicht nur in Verbindung mit 47 und Kupfer beweisen, dass chirale dreizähnige exzellente Systeme darstellen (Abbildung 50)[351-353] N^ipN 46 Abbildung 50: und Ruthemumpybox- Mit sterisch die 47 2,6-Bis(imino)pyndylkomplex. anspruchsvollen Cyclopropanierung mit hohen Diazoestern trans- katalysiert der Rutheniumpyboxkomplex und Enantioselektivitäten für beide Isomere 46 (Schema 48)[351] 46 C02R " [.J N2CHCO 2R trans eis R Schema 48: Die Et 73% 9% (79% ee 91% (89% ee) fBu 65% 3% (87% ee 97% (94% ee) /-Ment 83% 3% (80% ee 97% (96% ee) sperrigen Diazoestern. Ruthemumpybox-katalysierte, asymmetrische Cyclopropanierung mit sperrigen Trimethylphenyl) DIP- und TMP-Diazoester erlauben die selektive hohen Enantioselektivitäten (92-93% (DIP = Herstellung ee).[26 ] 2,6-Diisopropylphenyl, des Bis(imino)pyridylkomplex 47 (Abbildung 50) = 2,4,6- ?ra«s-Cyclopropans (>99%) Die Oxazolineinheit zentrale Rolle bei der Diastereo- und Enantioselektion, TMP spielt offensichtlich mit eine denn mit dem verwandten 2,6- werden tiefere Selektivitäten erhalten wurde auch für die Synthese (14:86).[354] Der Rutheniumpyboxkatalysator enantiomerer von 86 46 (Abbildung 50) 2-Siloxycyclopropancarboxylatderivate verwendet.[355] terminalen Enolethern ergab nur Die Cyclopropanierung durchschnittliche Diastereo- und Enantioselektivitäten. 1 Einleitung Mit 1-substituierten Enolethern wird überraschenderweise eine ds-Selektivität beobachtet (Schema 49). 46 Ph OSiMe3 Ph-, Ph,, Me3SiÖ N2CHC02Me C02Me "C02Me Me3SiO 75% trans eis 64% Schema 49: 36% Ruthemumpybox-katalysierte, asymmetrische Cyclopropanierung Hohe Ausbeuten, exzellente Selektivitäten wurden mit den (Schema (43% ee) Enantioselektivitäten von (53% ee) terminalen Enolethern. und teilweise sperrigen Rutheniumsalenkomplexen 48 gute trans- und 49 erhalten 50).[356357] N2CHC02Et [T^y^co2Et 95% CIS 48 oder 49 + /\/">. 0 trans 48 8% (96% ee) 92% (99% ee; 49 23% (99% ee) 77% (99% ee; NNF^N: O PyO 48 Schema 50: Ruthemumsalenkomplexe in der enantioselektiven Cyclopropanierung. Mezzetti und Mitarbeiter testeten erstmals fünffachkoordinierte mit chiralen und achiralen von 01efinen.[358] Die Diphosphanliganden Komplexe des Bis(diphenylphosphano)butan) (50) für die Katalyse. Mit Styrol in der Rutheniumkomplexe asymmetrischen Cyclopropanierung Typs [RuCl(P-P)2]PF6 (P-P = CHIRAPHOS sind luftstabil und bedürfen keiner weiteren wurden aber nur niedrige Selektivitäten erhalten = 2,3- Aktivierung (Schema 51). 87 1 Einleitung 50 oder 51 »" N2CHC02Et f|S C02Et Ü^CC + trans eis 50 42%(14%ee) 58% (25% ee 51 41%(40%ee) 59% (17% ee Ru—CI P I P Ru—CI P: Ph2CI Rutheniumkomplex enthalt beobachtet und Selektivitäten (AgOTf, Cyclopropamerung wurden einen von Styrol ebenfalls dreizahmgen nur in funffachkoordinierten duralen Gegenwart Phosphanliganden eines Chloridfangers Ausbeute) und die Dimensierungsprodukte Diethylmalonat (DEM) 84% waren immer 52 Rutheniumkomplex Oxazolinliganden zeigt dem mit Gute Umsätze wurden jedoch Diethylfumarat (DEF) Der der 51 erhalten, wobei dieser 51)[359] (Schema 51 CHIRAPHOS Ruthemumphosphankomplexe in Vergleichbare I P 50 Schema 51: PPh2 Ph- I p nur eine präsent mit dreizahmgen Phosphit-verbuckten einem geringe Aktivität in der Cyclopropamerung (Schema 52 oder 53 C02R C02R *- N2CHC02R trans eis R 52 Et 15% 30% (rac ) 70% (rac ) 53 Et 65% 32% (79% ee) 68% (87% ee) 53 DBP 83% 7% (84% ee) 93% (87% ee) \rz\l I /CI n I *N °vA IST Cl 'Pr 'Pr 52 Schema 52: NPN und PNNP FeCp }~ P ^ CpFe Cl Ph2 P Ph2 53 Komplex katalysierte, asymmetrische Cyclopropamerung von Styrol NPN- 52)[360] 1 Zudem machen die aus, da vorallem die Cyclopropane nicht Homologisierungsprodukte ist die Diastereoselektivitat gering und keine einem PNNP-Donormotiv wurden allerdings nur butyl-4-methylphenyl) dafür aber bei 90 °C aufgebaut (Schema mit dem stensch erhalten. Die in Hauptkomponenten DEM und DEF signifikante Bis(ferrocenyl)ruthemumkomplexes Der die 53 ist katalytische Dichlorethan einem Gute anspruchsvollen unter den Produkten werden. Desweiteren Enantioselektivitat tritt auf. aus 52).[361] gebildet vierzahmgen Liganden trans- DBP-Diazoester was eventuell mit und Enantioselektivitaten Reaktion wurde ohne durchgeführt, Einleitung zu (DBP = 2,6-Di-tert- Chloridabstraktion, Selektivitatsverlusten fuhren kann. Durchbruch Ein Cyclopropanierung gelang 51x von bezuglich Styrol und hoher «s-Selektivitat dessen Derivaten mit Katsuki und Mitarbeitern mit den in der enantioselektiven tert-Butyldiazoacetat ('BuDA) [RuCl(salen)(NO)]-Komplexen 54-56 (Abbildung [318 320] Abbildung 51: Rutheniummtrosyl (54, 55, 56) und Cobaltkomplexe (57) 89 1 Einleitung Ausser den hohen Diastereoselektivitäten wurden auch exzellente Enantioselektivitäten erhalten. Demgegenüber fielen sowohl die Enantioselektivitäten für die trans-Vrodukte als auch die Ausbeuten verhalten 54 o. 55 aus (Schema 53). 56 o. ""C02fBu N2CHC02fBu f|Y" + trans eis Schema 53: 54 12% 30% (12% ee) 63% 55 18% 96% (99% ee) 4% 56 45% 11% (58% ee) 89% Cw-selektive, asymmetrische Cyclopropamerung Für diese guten Selektivitäten ist ein Stellung Mit mit grossen, sterisch den (Z)-Liganden basierend auf dem Styrol anspruchsvollen Gruppen Komplex 56, mit % ee) (9% ee) (23% ee) dass in 3,3'- und 5,5'- substituiert ist resultieren für (Abbildung Selektivitäten als und von beschleunigen Lichteinstrahlung.[319] die DEM die verlangen sämtliche Komplexe schaffen, zu Selektivität. Cyclopropanierung, ohne Bildung die Eine Die Die dieser von ca. 440 ungewünschte photolytische Zersetzung und DEF Reaktion zu und induzieren. Selbst kommerziell führen vergleichbaren zu Lösungsmittel führen zu (54-56) eine Art vom verwendeten nm des Diazoesters und die erhältliche Resultaten. Glühbirnen Ferner Lösungsmittel und die damit verbundenen ist der abhängig.[320] geringen Ausbeuten analogen Cobalt(II)salenkomplexe gelöst werden.[322'323] sind Selektivitäten teilweise noch höher als mit den Rutheniumsystemen. Komplex Dabei 57 mol%) (Abbildung 51) katalysiert die Cyclopropanierung mit 'BuDA in Gegenwart katalytischen Mengen ./V-Methylimidazol (10 mol%) 90 die begünstigt den besten Resultaten. aufgeführten Aktivitätsprobleme können durch den Einsatz der des Freisetzung Frequenz hat dabei einen Einfluss auf die Wellenlänge stereochemische Verlauf der Reaktion auch Etherische derjenige (w)-Liganden (Komplex 54) (Abbildung 51). Aktivierung durch Aktivierung cis- (Schema 53). Desweiteren ergibt der auf Um eine freie Koordinations stelle für das eintretende Carben durch Nitrosylliganden hohe 55 Komplex 51).[318] der mit kleineren 'Bu-Resten substituiert ist, kann eine Katalysator (Komplex 55) höhere basierende (51 'BuDA. Ligandgerüst erforderlich, Präferenz der trans-Vrodukte beobachtet werden dem von sperrigen 2-Phenylnaphth-l-yl-Gruppen Selektivitäten. Für tXDgteu mit hoher Ausbeute und (1 von hervorragenden 1 Diastereo- und Enantioselektivitäten höchster «s-Selektivität werden mit (Schema 54). Eine quantitative Ausbeute Komplex 57 Einleitung zusammen mit (5 mol%) und EDA erhalten. 57 C02R N2CHC02R rT + ^ï C02R trans eis R fBu Et Schema 54: 90% 98%(98%ee) 2% (ee nb) >99% 99%(96%ee) 1% (ee nb) Cobaltsalenkomplex-katalysierte Cyclopropamerung Derselbe Cobaltkatalysator 57 auch ist worden.[362] mit ïiuDA und EDA. mit Gute in Erfolg Ausbeuten der (bis intramolekularen 93%) Cyclopropanierung eingesetzt Enantioselektivitäten (bis 98% ee) wurden für 2-Alkenyl-or-Diazoacetat erreicht. Bereits früher berichtete Katsuki Styrolderivaten mit Cobalt(III)spezies. Cobaltsalenkatalysatoren.[321] Sowohl das trans- Cyclopropanierung Systeme beinhalteten Diese Substitutionsmuster Oxidationsstufe des Metalls führen in der einer markanten der enantioselektiven von und des Cyclopropanierung Salengerüstes von als p-Chlorstyrol mit aber hohe von eine auch die 'BuDA zu (3:97) und einer hohen Enantioselektivität für das trans-Cyclopropan (96% ee). Ruthenium-PNNP-Komplexe asymmetrischen Cyclopropanierung wurden von von Mezzetti Olefinen getestet und (Schema Bachmann in der 55).[324'325] 58 C02Et N2CHC02Et 41% eis 91 % Schema 55: + (87% ee) Ruthemum-PNNP-katalysierte, asymmetrische Cyclopropanierung Der fünffach-koordinierte von Styrol. Rutheniumkomplex [RuCl(PNNP)]PF6 (58) (Abbildung 52) liefert gute Enantio- und «s-Selektivität (Schema 55). Die Aktivität des Systems und die Enantioselektivität für das trans-Isomer sind allerdings nur massig. 91 1 Einleitung lx /=< /=NN9^N Ar2 Abbildung 52: Koordinativ Silbersalzen gesättigte katalytisch eine gute Ausbeute Der Einsatz allerdings 58 Ar 59 Ar Ruthemum-PNNP-Komplexe von = = fur die Systeme (97%) aber nur Mezzetti und Bonaccorsi die PF6 X=SbF6 = asymmetrische Cyclopropanierung. für die massige erlaubt eine auf Kosten der Ausbeute katalysiert X Ph p-CF3-Ph nach stellen Cyclopropanierung dar.[363] Selektivitäten Steigerung Aktivierung Mit AgOTf mit wird (62:38, 40 resp. 5% ee) erhalten. der Selektivitäten (88:12, 70 resp. 0% ee), (7%). Analoge Ruthenium-PNNP-Systeme von Ar2 [RuCl2(PNNP)]-Komplexe aktive AgBF4 = Ru mit verschiedenen Gegenionen wurden kürzlich untersucht.[326,327] [RuCl(PNNP)]SbF6 (59) (Abbildung 52) Cyclopropanierung von Styrol, or-Methylstyrol und 1-Okten mit durchwegs guten bis ausgezeichneten Diastereo- und Enantioselektivitäten und durchschnittlich bis guten Ausbeuten (Schema 56). 59 R1 R2 rva, R2 N2CHC02Et "'C02Et RSA R1 + trans eis R1 R1 R1 Schema 56: = = = Ph, R2 Ph, R2 = = H 69% 99% (96% ee) 1 % (58% ee) Me 33% 92% (96% ee) 8% (58% ee) 66% 85%(99%ee) C6H13, R2 = H Diese exzellenten Selektivitäten sind das Resultat Eigenschaften SbF6->BF4-).[326'327] 92 15%(98%ee) Ruthenium-PNNP-katalysierte, asymmetrische Cyclopropanierung elektronischen "'C02Et des PNNP-Liganden von diversen Olefinen. umsichtiger Optimierung als auch des sowohl der Gegenions (Aktivität: PF6 > Einleitung 1 1.8.7 Ruthenium-Halbsandwichkomplexe Einsatz Der Typs eine wohluntersuchte Klasse Kapitel eine auf achirale von geringe 39 " Aktivität auf diesem cyclopropaniert Styrol katalytischen der dieses darstellen. Eisenkomplex [Fe(Cp)(THF)(CO)2]BF4 (39) zu in Systeme, obgleich chirale Komplexe Verbindungen 1.8.5.2) und gehört ebenfalls (Abbildung 53). Cyclopropanierung Rutheniumhalbsandwichkomplexen von Cyclopropanierung beschränkte sich Hossains in der wurde bereits achiraler Typ vorgestellt (vgl Halbsandwichsysteme mit hoher «s-Selektivität, weist allerdings (Schema 57). Ph3P'"/Ru- ~CI Ph3P 39 Abbildung 53: Achiraler Eisen- und Der von Rigo 60 Rutheniumhalbsandwichkomplex. neutrale, «'s-selektive Rutheniumkomplex [RuCl(Cp)(PPh3)2] (60) (Abbildung 53) und Mitarbeitern hoher Ausbeute (Schema ergibt durchschnittliche Diastereoselektivitäten, wennauch mit 57).[364] 39 oder 60 C02Et N2CHC02Et eis Schema 57: Die Katalytische, 39 10% 97% 3% 60 95% 76% 33% m-selektive Carbendimerisierung Gleichwohl kann die Cyclopropanierung mit wird für achiralem gewöhnlich Rutheniumhalbsandwichkomplex. als Nebenreaktion Carben-Carben-Kupplungsreaktion für die angesehene365"3671 Herstellung von passend funktionalisierten Olefinen nützlich sein, sofern der Prozess mit effizienter Stereokontrolle verläuft. Komplex 60 (0.1 mol%) zersetzt den or-Diazoester EDA quantitativ Diethylmalonat (DEM, eis, kinetisches Produkt) katalytisch mit einer und es resultiert Reinheit >99%. 93 1 Einleitung Diethylfumarat (DEF, dar thermodynamisches Produkt) trans, stellt das einzige Nebenprodukt (Schema 58). 60 EtO^ OEt -2N2 O ^OEt O + EtO OEt O DEM EDA >99% Schema 58: stereoselektive Katalytische, Die verwandten cw-Endiesterbildung 61 (Schema o. 62 63 o. Verwendung 16%.[368] komplexes 62, werden mit guter Ausbeute, o. 64 x •^^ lJ Abbildung allerdings 'C02Et C02Et eis trans 72% 61 70% 28% 62 69% 28% 72% 63 71% 43% 57% 64 68% 38% 62% Als von 61 entstehen 8% Dimerisierungsprodukte (DEM signifikante Nebenreaktion, kann eine Carbeninsertion in vorallem im Falle des die olefinischen und 62 54: Verschiedene achirale 63 Rutheniumhalbsandwichkomplexe. DEF), mit Ruthenium(IV)- C-H-Bindung beobachtet (Doppelbindungs-Homologisierung). 61 94 Cyclopropanierung [RuCl2(Cp*)(73- Ruthemumhalbsandwich-katalysierte Cyclopropanierung. Unter 62 sogar die (61) und 59).[368] N2CHC02 Et Schema 59: a-Diazocarbonylverbindungen. Cp*-Halbsandwichspezies [RuCl(Cp*)(CO)2] allyl)] (62) (Abbildung 54) katalysieren mit frans-Selektivität aus 64 1 (Schema 59) ist das p-Cymolderivat [RuCi2(L)(/?-Cym)] (L Ebenfalls trans-selektiv Ph(CH2)3P(Cy)2) (63) Die und der Reaktionstemperatur hat Diazoverbindung bezüglich Cyclopropanierung. Ausbeute und Selektivität wurden mit den Rutheniumhalbsandwichkomplexe von Zersetzungsgeschwindigkeit einen grossen Einfluss auf die des Norbornadien mit Komplexen 61-64 = 54).[139] entsprechende Tether-Arenkomplex (64) (Abbildung und damit auf die Ausbeute der Cyclopropanierung Einleitung der Die besten Resultate bei 60 °C erzielt. Typs [Ru(Cp')(MeCN)3]PF6 katalysieren die Propargylalkohol (Schema 60).[369'370] tlPFe -C02Et PH / Katalysator + MeCN""/%CMe O 99% MeCN Schema 60: Cyclopropanierung von Norbornadien mit Cyclopentadienylrutheniumkatalystoren Ligand ergaben mit Elektronen-ziehenden Substituenten im in MeOH die höchsten Ausbeuten experimenten (in MeOD) intermediat Propargylalkohol. wurde ein (bis 99%). Aufgrund Reaktionsverlauf über ein von cyclisches Cp- Markierungs¬ Ruthenium- vorgeschlagen. Rigo[364] und Eisensystemen (60 Hossain[3 resp. 3"3 ] erreichten mit ihren Halbsandwich-Ruthenium- resp. 39) durchschnittliche bis sehr gute «s-Selektivitäten. Deshalb soll Rahmen dieser Arbeit untersucht werden, ob die absolute Metallzentrum mit einem einzähnigen kürzlich entwickelten chiralen übernehmen und werden im chiralen Konfiguration Liganden an einem Stereogenen kontrolliert werden kann. einzähnigen Phosphoramiditliganden im könnten diese Die Aufgabe folgenden Kapitel eingeführt. 95 1 Einleitung 1.9 Phosphoramidit-Liganden In diesem Kapitel werden verschiedene wichtigsten Anwendungen, deren 1.9.1 Einzähnige Die auf den Einsatz von war Addition und die vorüber bevor sie wirklich chiralen die enantioselektive konjugierte Hydrierung, vorgestellt. zweizähnige Phosphorliganden und Entwicklung die beschrieben und zwei Phosphoramiditliganden begonnen hatte einzähnigen Phosphorliganden in Hydrierungen zu.[371] Obschon zunächst - dies traf sicherlich Rhodium(I)katalysatoren alles sehr für vielversprechend schien... Wilkinson und [RhCl(PPh3)3] die Hydrierung leisteten unter anderen zur enantioselektiven neuen chiralen Drei chemisch effizientere chelierende Etablierung von die als Kagan und und von Design starke Koordination Diphosphane Sabacky[162] und Dang[161] langsam, wichtige Beiträge deren 1971 mit verwendeten. Einsatz in der mit 72% (1) grösstmögliche DIOP zum Metallzentrum und zentral: (3) Ligand mit den nächsten 30 Jahren wurden immer Josiphos.[374] überhaupt, wenn entsprechende Der von und (/?,/?)-DIOP den (Z)-./V-Acetylaminozimtsäure entdeckt. Meilensteine in dieser BINAP[167], DuPhos[373] eher folgenden sechs Jahren Faktor, der eine rasche Einführung der herstellten das Rhodiumkomplex der In den Knowles und Phosphoratomen.[226] Während Monophosphorliganden ging dass die enttäuschend tiefen Enantioselektivitäten. Hydrierung für waren Liganden, (2) äquivalenten waren schlagartig, Diphosphanliganden Anforderungen des katalysiert.[371] Ein entscheidender Hydrierung. Hydrierungsmethode erschwerte, Steifigkeit die Olefinen 1965, einzähnigen Phosphorliganden Rhodium(I)komplex katalysierte ee. entdeckten Vaska,[372] Horner,[159160] Die Situation veränderte sich ersten von der chiralen Entwicklung 8] Mitarbeiter1 Entwicklung Die umfassen Entwicklung vonstatten und von frönte ein regelrechtes Schattendasein.[371] Beinahe Entwicklung ironischerweise der chelierenden Einfluss in diesem können wiederum Diphosphanliganden erwarten, dass Kagan, der mit DIOP welcher im Jahr 2000 in einer Hydrierung) Monophosphane eine zunehmend die schnelle einleitete und der solch einen dauerhaften auf die enantioselektive organometallischen Katalyse 96 es Forschungsgebiet hatte, Monophosphane (in Bezug "Wir war wichtigere zu bezüglich Rolle Retrospektive folgendem Schluss vielen Aspekten spielen werden...".[371'375] über kam: der Einleitung 1 1.9.2 Chirale Das einzähnige Phosphoramidite Interesse Als gestiegen. chiralen an chirale neue, stetig asymmetrischen werden sie immer öfters in der Liganden ermöglichen und Katalyse eingesetzt ist in den letzten zehn Jahren Phosphoramiditen in verschiedensten Reaktionen exzellente Diastereo- und Enantioselektivitäten. Feringa[376379] la und Alexakis[380382] und Biphenolphosphoramidite konjugierte Addition Diethyl- von des resp. beschrieben Binaphtholphosphoramidite des Typs Typs 65 als Liganden für die Kupfer-katalysierte Dimethylzink Cyclohexenon (Schema 61). an Cu(OTf)2 (2%),L(4%) RpZn Fennga R Alexakis R Schema 61: Die = Et L Me L 1a T=-30°C t = = 65 T=-20°C t = Phosphoramiditliganden jeweils zwei welche beweglich, aus Arylringe Achse, verbunden sind. t = Kupfertnflat-katalysierte 1,4-Addition naphthol) (BINOL), wobei = TOL, T, von 3-12 h 94% 1.5 h >99% Umsatz Diethyl- resp. Dimethylzink in Schema 61 basieren auf zwei Arylsystemen (Benzol miteinander über eine Im einfachsten Fall Ringe aus Ringe sterischen Gründen nicht bestimmten Winkel miteinander ein. Dadurch wird das Sperrigkeit der Substituenten Spiegelbild überführen. ee Cyclohexenon. und l,l'-Bi-(2- Naphthalin) aufgebaut sind, resp. C-C-Achse, die sogenannte Biaryl- (z. B. Biphenyl) ist diese Einfachbindung dass sich die beiden aromatischen dann sind ee 98% 2,2'-Biphenol frei gegeneinander verdrehen Diese freie Drehbarkeit wird durch Substituenten in ortho- resp. Die an >98% nicht mehr durch Es handelt sich hierbei um sondern schliessen einen Biaryl chiral um können. OTt/îo'-Stellung aufgehoben. co-planar, Drehung so und lässt sich wegen der die Biaryl-Achse eine axiale Chiralität in aufgrund sein einer 97 1 Einleitung Drehbarkeit gehinderten la Ligand weist um wegen Einfachbindung, eine der ortho-Iortho' -Substitution Chiralität auf, sodass verschiedene zeigt des keine Atropisomere Atropisomerie. Demzufolge Atropisomerie bezeichnet als was BINOL-Einheit der auftreten. Der resultieren für eine Biphenolligand Liganden des wird. 65 axiale hingegen Typs la drei, für solche Typs 65 zwei Chiralitätszentren. Durch die Modifikation phosphoramiditliganden Gerüsteinheiten der der und der chiralen Substituenten BinaphtholStickstoff am Biphenol- und (Abbildung 55), die Verwendung verschiedenster Dialkylzinkreagenzien, unterschiedlicher Metallkatalysator¬ vorläufer und sowohl wurden quantitative (hetero-) cylischer als auch acyclischer und (tri-) substituierter Substrate Ausbeuten und exzellente Enantioselektivitäten [377~ (ee >99.5%) erreicht. 379,381-387] q O / P-N Q \ O Q O O O P-N P-N O P-N. O Ph Np >— q ) O q P-N o > P-N / :p-n :p-N PK Np Ph Np Q P-N O > q P-N )- ° Ph Np P-N Ph P-N >' q MeO^f q P-N ) Ph P-N 6 Jr\ MeO^f Abbildung und Illustration Q O Die fehlende der Modulantat der mit Q P-N P-N. J Liganden synthetisiert, 98 Ph O Ph 55: Chirale und achirale 2,2'-Biphenol. > ° r^ O Phosphoramidite, Atropisomerie basierend auf Phosphoramiditliganden. und Mit r P-N O ist durch die Pfeile (Ä)-(+)-l,l'-Bi-(2-naphthol) q P-N o p v (S)-(-)- und (Ä)-(+)-l,l'-Bi-(2-naphthol) angedeutet. Dieses Schema dient (5)-(-)-l,l'-Bi-(2-naphthol) 2,2'-Biphenol nur ausgewählte nur der wurden samtliche Kombinationen. 1 Diese chiraler wegweisenden Entdeckungen führten Entwicklung Liganden durch zahlreiche Forschungsgruppen vielen Reaktionen Auch in asymmetrischen der wurden Enantioselektivitäten Selektivitäten sind mit den Resultaten 1^V1 R1 "Y katalytischen Hydrierung bis von von liganden R1 1a(2Äq.),H2(1 aim) Kupfer-katalysierte allylische Enantioselektivitäten Zimtsäurederivaten Bei Aminosäure¬ 62).[392] (Schema Diese ,-^X ' 0R2 Ë NHAc >99% Umsatz von erzielt.[388391] zweizähnigen Liganden vergleichbar. Rhodium-katalysierte, asymmetrische Hydrierung wurden ebenfalls mit dehydrierten beobachtet 99.8% R1 =H,R2=Me Selektive in wurden Hydrierung [Rh(COD)2]BF4 0R22 NHAc Schema 62: neuer erfolgreiche Anwendung hohe Umsätze und Selektivitäten Rhodium-phosphoramidit-katalysierten derivaten und deren einer ganzen Serie (Abbildung 55). Phosphoramiditliganden ausgesprochen der zur Einleitung 99.8% von dehydrierten ee Aminosauredenvaten. Substitutionen mit diversen Feringa[393'394] und Phosphoramidit¬ Alexakis[395'396] durchgeführt. Sehr hohen (bis 98 resp. 99% ee) wurden kürzlich bei der S^'-Reaktion mit oder erhalten aliphatischen endocyclischen Allylchloriden (Schema 63).[397] CuTC,1a' MgX >99o/o Umsatz SN2':SN2 Schema 63: 97:3 99.2% ee Kupferthiophen-2-carboxylat-katalysierte (CuTC) asymmetrische SN2'-Reaktion. Heimchen/398"4011 Hartwig[402"405] Iridium-katalysierte allylische dieser = Liganden katalysierte Additionen umfassen und Substitutionen mit konjugierte Organoaluminium-Reagenzien reaktionen/427"4361 formylierungen[440] Hydrolysen,[437] und andere beschrieben Phosphoramiditen. Palladium-katalysierte allylische Hydrovinylierungen,[412"417] von andere1396'406"4091 an enantioselektive Weitere Anwendungen Substitutionen/410'4111 Additionen von Nickel¬ Boronsäuren,[418"422] Carbonylverbindungen,[423"426] Tandem¬ Heck-Reaktionen,[438'439] Hydro- intramolekulare Prozesse.[441"444] 99 1 Einleitung Für die zunehmende Bedeutung Phosphoramidite gibt der (a) synthetisch verfügbar, (b) modular aufgebaut resistent gegenüber Oxidation und (d) für einen kombinatorischen Ansatz Ermittlung der Enantioselektivität für jedes Erfolgreiche Ligandoptimierung erfordert rationales aufgebaut und getestet, kombinatorischer Verwendung relevant, erlaubt nach Bedarf sogar eine Übergangsmetallkatalyse enantioselektiven Erfahrung, den obigen aber auch ein gewisses von Mass chiralen erhöht, "einen Treffer Synthese an Liganden landen". zu ((a)-(e)) hervorragend Gründen zumal ihre Ligandbibliotheken, wenn B. z. im zwei unterschiedliche Ligandoptimierung Ansatz Mischungen von zu beschleunigen entwickelt.[446'448] von chiralen Übergangszustand des Metallzentrum von aus für eine bestimmte zum sogar automatisiert kann.[447] Um den Prozess der an sich sind vorteilhaft Substrat.[445] die Wahrscheinlichkeit was Aufbau grosser und diverser ein Liganden Zu diesem Zweck werden Bibliotheken Phosphoramiditliganden eignen werden des "besten" neue der Intuition und Design, Irrtum".[446] "Versuch und in Struktureinheiten, (c) Eigenschaften Diese Phosphoramidite Reaktion. Die strukturelle Diversität der Maximierung zwei chiralen aus kostengünstig.1411] zur zahlreiche Gründe: sie sind es Die und/oder die einzähnigen Liganden. Diese Methode ist dann der Reaktion mindestens zwei einzähnige Liganden (L) (La Liganden Katalysatoren beinhaltet Idee grundlegende (M) des aktiven Katalysators koordiniert sind. solchen ergänzen wurde zu Lb) und existieren Im Falle einer Mischung Gleichgewicht im drei nebeneinander: die zwei traditionellen Homokombinationen MLaLa und MLbLb und auch die neuartige Heterokombination MLaLb (Abbildung 56). 2Lb 2La 2M M M 2 M Lb Abbildung 56: Durch den kombinatorischen Ansatz mit Metallkomplexe zwei Homokombinationen In der Literatur sind viele nicht immer) hohen zu Heterokombinationenen als Systemen ein schneller (MLaLa Beispiele MLbLb) Zeit Ligandaustausch stattfindet, möglich. und eine Ist der selektiver die beiden traditionellen und L Heterokombination ) resultieren drei (MLaLb). für Homokombinationen bekannt, die oft Katalysatoren lange kaum 100 einzähnigen Liganden (La führen.[446,449] Enantioselektivitäten Katalysatoren als und zwei ist die Heterokatalysator Herstellung ML aT b L Katalysatoren MLaLb Dagegen unerforscht. gänzlich (aber eben von waren Da in vielen b reinen MLaTL sowohl aktiver als auch oder MLbLb, so führt die 1 Mischung aller Kombination drei Katalysatoren bestimmt somit zu das erhöhten einer Enantioselektivität. katalytische gesamte Profil der Einleitung Die MLaL Reaktion. - Die Zusammensetzung der Katalysatormischung und demzufolge auch der stereochemische Ausgang beruht Mengen der Liganden La und auf den relativen dem Metallzentrum. Die kombinatorische für industrielle Anwendungen höchst von /?-Acylaminoacrylaten Mischungen verwendet x von chiralen wurde von Rh:La:Lb Reetz[446'450] vielversprechend. Feringa[451] und v 1:1:1 = = R2 = d ' NH )=0 Me 100% Umsatz La: R 98.8% 95% ee Lb: R 83% Schema 64: Kombinatorischer Ansatz mit Auch unter P-Liganden Verwendung nicht Liganden (z. B. Kombination katalysierte konjugierte La) von (La) = OCH3 (Homo-Komb.: Umsatz, = 75% ee) fBu (Homo-Komb.: Umsatz, 45% ee) Rhodium-katalysierte asymmetrische Hydrierung. Liganden La Teilweise gelingt und L können noch dies sogar, wenn einer racemisch ist. einzähnigen Phosphoramiditliganden Anwendung dieses für Prinzips die Rhodium- für die Bildung 65).[418] äquimolare Mischung chiralen werden.[452] Addition ist die erste C-C-Bindung (Schema Wird eine fur die enantiomerenreiner sehr gute Enantioselektivitäten erreicht aufgrund entwickelt. Dabei wurden W H2 (60 bar) R1 kleineren ist auch Rhodium-katalysierte asymmetrische Hydrierung (2 mol%) =0 einer und einzähnigen P-Liganden (Phosphite, Phosphonite, Phosphoramidite) d NH Die Eigenschaften (Schema 64). ' der beiden ihren asymmetrische Übergangsmetallkatalyse interessant und Ein kombinatorischer Ansatz für die Lb, eines sterisch Phosphoramidit verwendet, der reduzierten sterischen Hinderung (La), anspruchsvollen (Lb so resultieren = la) mit einem Heterokomplexe, aktivere und selektivere die Katalysatoren darstellen.[418] 101 1 Einleitung [Rh(acac)(C2H4)2] (2 mol%) *- La, Lb(je2.5mol%) (PhBO)3H20 40% Umsatz 77% ee La 26% Schema 65: Kombinatorischer Ansatz mit Im Anschluss Zielsetzung In und die 102 der Kapitel an diese vorliegenden Phosphoramiditen Einleitung folgt Lb (Homo-Komb.: Umsatz, fur die im nächsten 33% ee) = 18% 1a (Homo-Komb.: Umsatz, 16% ee) asymmetrische C-C-Bindungsbildung. Kapitel (1.10) die Formulierung der Arbeit. 2 werden die im Rahmen dieser Arbeit hergestellten Phosphoramiditliganden entsprechenden Rutheniumphosphoramiditkomplexe beschrieben und diskutiert. 1 1.10 Zielsetzung In und Komplexe dieser Arbeit Forschungsgruppe unserer organischen Molekülen, Solche katalysatoren mit katalysatoren mit zweizähnige verwendet.1154'3711 Die stellten regelrecht guten Entwicklung von enantioselektive Arbeit ist es Vielzahl einer an ihrem chiralen (39)[314] finden. Epoxidierungs- asymmetrischen vierzähnigen P2N2- asymmetrischen von Reaktionen ebenfall profitieren und von vom Aktivitäten und Selektivitäten. Die chiralen überwältigenden Erfolg ihre einzähnigen neuen chiralen einzähnigen Phosphanderivaten geweckt. achiralen der [RuCl(Cp)(PPh3)2] Styrolderivaten. Halbsandwichkomplexe (60)[364] Rutheniumhalbsandwichkomplexe Cyclopropanierung chiralen Cyclopropanierungs- durch den Katalysatorsysteme «s-Selektivitäten Die für die Anlass zur «s-diastereo- und waren Zielsetzung der vorliegenden untersuchen, ob mit lediglich einem einzähnigen chiralen Liganden die an einem Stereogenen Metallzentrum gesteuert werden kann. gesättigte, pseudotetraedrische, chirale Rutheniumhalbsandwichkomplexe [RuX2(776-Aren)(P*)] einem sterisch Systeme auch in den Schatten. Erst kürzlich hat die Suche nach chiralen Konfiguration Koordinativ Typs zu mit von mit einem P-P-, P-O-, P-N-, N-N-, N-O-Donorsatz resultierenden [Fe(Cp)(THF)(CO)2]BF4 absolute Liganden wieder das Interesse Liganden In ermöglichen hervorragende Diphosphanliganden Kontrahenten kontrolliert. chirale Die Chelateffekt und erfolgreich dieser Reaktionen wird Chelatliganden (PNNP) Aufbau stellen sowohl als und wurden gute bis sehr gute Selektivitäten erhalten. Die Hydroxylierung Stereodiskriminierung Oxidationsmitteln Cyclo- enantioselektiven hoher «s-Selektivität dar. Auch in der ungewöhnlich und der zum zur Agrochemikalien Anwendung [RuCl(PNNP)]+-Komplexe umweltverträglichen und (Fluorierung[456_461] katalytische Synthesemethoden die in Medikamenten oder Die fünffach-koordinierten werden (Epoxidierung[453'454] C-C-, C-O- und C-F-Bindungen sind nützlich von Fluorierung Atom-Transfer- Atom-Austausch-Reaktionen und Hydroxylierung[461'462]) ein.[463] entwickelten Mezzetti und Mitarbeiter Ruthenium-PNNPin diese setzten propanierung[324327'358'455]) Bildung Einleitung (X = ^-Donorligand, anspruchvollen, einzähnigen P z. B. Cl"; Aren -Donorliganden dar. Es wird erwartet, dass eine Chloridabstraktion 16e"-Derivate [RuX(^6-aren)(P*)]+, ein 18e"-Addukt = p-Cym oder des C6H6) mit stellen Vorläufer für solche (mit T1PF6 oder Et30BF4) das [RuX(^6-aren)(L)(P*)]+ oder ein Dimer [RuX(776-aren)(P*)]22+ ergibt (Schema 66). 103 1 Einleitung ^6-/7-Cymolverbindungen [RuCi2(/76-/?-Cym)(P*)] Die neutralen [RuCi2(776-/?-Cym)]2 dem dimeren Schema 66: 16e und 18e und Ruthemumkomplexe Als koordinativ ungesattiger 16e sollte [RuCl(776-/?-Cym)(P*)]+ gerechnet, dass stensche die 16e wird erwartet, dass ein werden konnten. Mit Komplex zusatzlich sechster einem Voruntersuchungen 16e 57).[465] Die der resultieren. Es wird damit Komplexe durch Phosphorliganden durch und stereoselektiv addiert wird und Alternativ (Cp' P-stereogenen ausreichend -Spezies = kann die stensche können auch die ein die einziges realisiert Hinderung im entsprechenden C5H5, CsMes) untersucht werden. Phosphanliganden[464] (5)-(o-Amsyl)methyl- stensche Hinderung [RuCl(^6-/7-Cym)(P*)] (P* P-O-Chelatkomplex die -Fragmente Atom-Transfer-Reaktionen Halogenliganden werden. vermutlich das chlorverbruckte Dimer 104 Chloridabstraktor stabilisiert wird und deshalb die Addukte stabilisiert werden. Deshalb wurde, basierend auf wahrscheinlich einem (5)-Methyl(l-naphthyl)phenylphosphan (67) ergaben, entsprechenden (Abbildung Addukte stereoselektive womit mit den und Ligand (L) [RuCl(^5-Cp')(P*)] um genug Reaktion mit der fünffach-koordinierten einzahnigen Wechsel des sind, gross P*-Liganden erhalten werden. relativ labil sind. Fur die koordinativ ungesättigten 16e Cyclopentadienylkomplexe nicht duralen abgestimmt phenylphosphan (66) aufgeführten oder die gebildet wird, Diastereomer -Komplex nach ^-Donor-Chloroligand mit dem [RuCl(776-/?-Cym)(L)(P*)] entsprechenden aus durch Chloridabstraktion -Konfiguration des Hinderung Wechselwirkung einem können einfach am = Metall dass diese zu erzeugen 67, 66) konnten nicht NMR-Untersuchungen, [RuC\(66-féP,0)(?f-p-Cym)]+, mit mit [Ru2(//-Cl)2(67)(^6-/7-Cym)2]2+ erhalten. Ligand Ligand 66 67 1 Katalytische und der Test zeigten, dass die kationischen Epoxidierung von Styrol mcht Komplexe in der Einleitung Cyclopropamerung aktiv sind. ' 66 57: P stereogene Abbildung 67 Phosphanliganden Fenngas Phosphoramiditliganden (vgl. Abbildung 55, Seite 98) sind einfacher und schneller zu synthetisieren anspruchsvolle Liganden Phosphoramiditliganden zuganglich. mit Aus diesen chiralen Resten fur die sandwichkomplexe eingesetzt, kurzlich Jugés P-stereogene Phosphanliganden, Oxidation. Durch Variation der Reste gegenüber resistent als was eine Gründen hergestellten einzahnigen Phosphoramiditliganden Diese anschliessend pseudotetradnschen in werden in und asymmetrische Cyclopropamerung der von als auch Enantioselektion und die 1.8.4 und Konfiguration die selektiv das Cyclopropanierungskatalysatoren (z. Die folgende eine haben (1) p-Cymol sein Die von Regio-, Stereozentren zwei muss Cyclopropamerung ?ra«s-Cyclopropan interessante und erzeugen gutentwickelte Diastereoin einem existieren (vgl. Kapitel eis-selektive PNNP-Komplexe) beschrieben worden, wenngleich ist im als die neutralen Vergleich grosser erhohen sollte und (2) die katiomschen sollten reaktiver sollen Minderheit ausmachen. p-Cymolkomplexe Vorteile B. erst Olefinen wird als Modellreaktion dienen, da mit 39 1.8.6). Mittlerweile sind auch einige letztere sicherlich noch zahlreichen, Atom-Austausch-Reaktionen getestet werden. Reaktionsschritt kontrolliert werden. Fur die enantioselektive Katalysatoren, Arbeit darstellt. und 60 gute «s-Selektivitaten erhalten wurden. Sie umfasst zudem sowohl diverse effiziente dieser Rutheniumphosphoramidithalbsandwichkomplexe Atom-Transfer- und der erwähnten Rutheniumhalb¬ potentielle Anwendung neue aufgebaut Stickstoffatom sind stensch am Synthese modular als zu den Cyclopentadienylkomplexen Cyclopentadien, p-Cymolkomplexe was die «s-Selektivitat [RuCl(^6-/7-Cym)(=CHR)(P*)]+ Cyclopentadienylkomplexe [RuCl(Cp)(=CHR)(P )]. 105 1 Einleitung Weitere Anwendungen Zudem sollen die neuen Reaktion getestet werden. 106 könnten die 16e~-Komplexe Epoxidierung als und die Aziridierung Lewissäurekatalysatoren umfassen. in der Diels-Alder- Kapitel 2 Komplexchemie 2 2.1 Phosphor amiditliganden Zu Phosphoramiditliganden Ein effizienter als und deren werden in diesem die Unterkapitel Synthese besprochen. gewünschte umfasst ein für die Katalysator passende Liganden, resp. eine Kombination von Reaktion geeignetes Liganden. Häufig spielen die Metall Liganden Träger der chiralen Information eine zentrale Rolle, sodass ihrer Modifikation bei der Optimierung Reaktionen von anpassungsfähige, Ebendiese Ihre Kapitels "Komplexchemie" dieses Beginn verwendeten und Komplexchemie Herstellung rasch modifizierbare aus einem Liganden einem Amin und anspruchsvoller chiraler sind Systeme wünschenswert. Phosphoramiditliganden Biaryl (Rückgrat), sterisch und modulare Folglich zukommt. Bedeutung grosse zeichnen Eigenschaften raschen Aufbau einen eine aus (vgl. Kapitel 1.9.2). Phosphortrichlorid mit guten Liganden erlaubt Ausbeuten (Schema 67). OH (•) P-Cl + LOH Schema 67: Allgemeines Schema Addition Selektivitäten von von Herstellung von verwendet wurden mit dem chiralen wurde vorerst auch für die Sowohl das für die das von (vgl. Kapitel Synthese (1 Schritt) aus erhältlich. optischen Antipoden resp. anspruchsvolle sind von kommerziell a aus in (S)-BINOL auf eine aufwändiger Racematspaltung Auch von einer Trennung der (±)-l,l'-Bi(2-naphthols) ((5)- mit dem kommerziellen als auch (5)-(-)-l,l'-Bi(2-naphthol) mit anschliessender BINOL) wurde abgesehen. Die Synthese des Amins a sterisch Hydrochlorid das des käuflichen racemischen welches sich mit NaOH in Die besten Arbeit verwendet. Phosphorsäure[468~472] verzichtet. langwierig (5 Schritte), weshalb 98). Kupfer(I)-katalysierte 1.9.2).[378'379'382] Dieser Deshalb wurde im Falle /?-Naphthol[466'467] (6 Schritte) via entsprechender erzielt. la erforderliche (/?,/?)-(+)-Bis(l-phenylethyl)amin (a) enantiomerenreiner Form wurden für die Seite Liganden (5a,/?c,^c)-0,0'-(l>l'-Binaphthyl-2,2'- vorliegende Synthese (•) R(vg) Phosphoramiditliganden (vgl. Abbildung 55, Phosphoramiditliganden Dialkylzink O, R(g) P-N lO diyl)-Ar,Ar-bis(l-phenylethyl)-phosphoramidit (la) Ligand (*) - R(g)' zur "(,) - HISI + CI Ganze Bibliotheken konjugierte R<? CL und (/?)-Phenylglycinol[473] Hydrochlorid von a (R)- ist eher gestartet wurde, überführen liess. 111 2 Komplexchemie 2.1.1 Synthese Feringas[379] Phosphoramiditen von Phosphoramidit la zweistufige Synthese des Typs la dar. Eine Lösung Lösung gegeben und diese dann (Sa,Rc,Rc)-l& als weisser Reaktionen mit Ansätzen g. in eine Feststoff von ca. 1 g Das COSY-, von eines Grossteils der (S)-BINOL wurde und "BuLi filtriert, (Schema resultierte von la weist ein 38 auf 51% von Singulett 31P,1H-HMQC-, "C^H-HMQC- Zuordnung von a 41%), obwohl auf eine Destillation 31P NMR-Spektrum von zur 68). zu Herstellung von einer Et3N/PCl3- woraus Anfänglich schliesslich wurden nur (S)-BINOL durchgeführt, später dann auch einer mit 3.6 Die Ausbeuten konnten sukzessive (Feringa[379] Lösung Verfahren praktisches stellt ein (bezüglich a) gesteigert Et3N und/oder PCI3 verzichtet wurde. bei S 145.4 auf. 13C NMR-, ^/H- ^C/H-HMBC-Messungen und werden erlaubten die Signale (siehe Kapitel 5.2.2).1 (Sa,Rc,Rc)-1a (51%) Schema 68: Synthese von Mit derselben naphthol) und Ligand (Sa,/?c,/?c)-la nach Synthesemethode (vgl. Fenngas zweistufiger Methode. Schema 68) wurde später (5,5)-(-)-Bis(l-(l-naphthl)ethyl)amin (a") das aus (/?)-(+)-1,1'-Bi(2- enantiomere (/?a,5c,5c)-la" hergestellt.13791 2.1.2 Phosphoramidat la Obgleich der Phosphoramiditnatur (CDCI3) als auch in festem Zustand nach einer Woche (Feuchtigkeit) unerwartet stabil. In einer war la sowohl in CDCl3-Lösung Lagerung bei Raumtemperatur und ohne jeglichen Schutz oder Licht weniger als 10% NMR) werden (Schema 69). Dieses zeigt im 112 Phosphoratoms des vor Phosphoramidat (Sa,Rc,Rc)-^* 3 P NMR-Spektrum ein von Lösung la konnte Luft, Wasser detektiert Singulett (31P bei 8 11.3. 2 Somit ist das des Signal Phosphoramidat-Phosphoratoms la ausgeprägt nach einer tieferen Phosphoramidit-Phosphoratom in = 134.1 la in Komplexchemie gegenüber dem Frequenz verschoben (AS ppm). Luft CDCI3, >1 w (Sa,Rc,Rc)-1a (Sa,flc.flc)-1a (<10%) Schema 69: Stabilität von Ligand (Sa,/?c,/?c)-la Wurde la als Feststoff unter auch nach längerer Zeit werden. Die Stabilität und Bildung von Inertbedingungen Phosphoramidat (Sa,/?c,/?c)-la im Kühlschrank . (4 °C) gelagert, konnte (>3 Jahre) keine Oxidations- oder Zersetzungsreaktionen beobachtet la erlaubte sogar das Waschen seiner von CH2Ci2-Lösungen mit Wasser. 2.1.3 Kristallstruktur Durch im diskreten erhalten, symmetrieäquivalent Obgleich (Sa,Rc,Rc)-l& (Sa,/?c^c)-la* vom Ä). raolaa" mittels (Mischung Röntgenstrukturanalyse aus la und la" Die untersucht 115). Der gemessene Kristall bestand und aus wurden Paaren der (Ra,Sc,Sc)-l& ', die durch ein Inversionszentrum Phosphoratoms in (Ra,Sc,Sc)- (V) und des Oxidsauerstoffatoms stimmen die räumliche Anordnung sämtlicher Gruppen Phosphoramidat-Phosphor(V)atom P(l) la* (1.6091(14), 1.6016(12) resp. 1.658 von sind. und die relative Bindungen Lösung der unterschiedlichen Oxidationsstufen des resp. Orientierung Die die 58 und Tabelle 1, Seite Moleküle la[413] (III) einer 1:1) in CE^CVMeOH bei Raumtemperatur wurden transparente, leicht Kristalle (Abbildung Phosphoramidat la langsames Verdampfen Verhältnis gelbliche von resp. 1.6183(14) P(l)-0(3)-Bindung ist mit À) signifikant der beiden Molekel gut überein. zu 0(1), 0(2) und N(l) sind in kürzer als in la (1.661, 1.663 1.4479(14) A massiv kürzer als die Bindungen 113 2 Komplexchemie P(l) von zu Binaphthyl-O-Atomen 0(1) den und 0(2), mit ihrem was Doppelbindungs¬ charakter erklärt werden kann. 58: Abbildung ORTEP-Darstellung von Phosphoramidat (Sa,/?c,/?c)-la (thermische Ellipsoïde mit 30% Wahrscheinlichkeit, willkürliche Nummenerung der Atome, Wasserstoffatome ubersichtlichkeitshalber nicht gezeigt). Die Winkelsumme eine ausgeprägte am Phosphoratom (ohne 0(3)) Pyramidalisierung, in la sodass die Geometrie beträgt an 314.89° und indiziert P(l) als bezeichnet werden kann. Der durchschnittliche X-P(l)-Y-Winkel (X, Y 104.96° und ist kleiner als der ideale Tetraederwinkel Winkelsumme pyramidale 0(3) muss erhöhten (303.73°, Durchschnitt 101.24°) und kleiner Geometrie das einsame vor. einer p-Anteil erreicht, Öffnung Winkelsummen der von Für eine bessere Wechselwirkung Elektronenpaar energetisch angehoben s-Charakter der anderen zu (109.47°). sodass eine X-P(l)-Y-Winkel (X, und la nicht Y übermässig = N oder beträgt 359.99°, Anordnung 114 womit am P-Atom Im Falle gefunden. von O) beträgt la ist die P(l) liegt eine trigonal werden. Dies wird durch einen wird. Dadurch nimmt der 0).[475] gross ist (A= Strukturen wie erwähnt relativ gut überein. Anstelle eines das Oxid-Sauerstoffatom N oder = Der erhöhte s-Anteil dieser zu. tetraedrisch zwischen dem P(l) und dem P(l)-0(3)-Bindung möglich P(l)-X-Bindungen la am verzerrt Bindungen führt Da die Differenz der 11.16°) stimmen die beiden Elektronenpaars Die Summe der Winkel in la wird in la am Stickstoffatom N(l) in la eine ideale trigonal-planare Geometrie aufweist. Dieselbe wird auch in la mit einer Winkelsumme von 359.67° beobachtet. 2 Bindungslangen Die und Winkel des Binaphtholruckgrats Bereiche. Der Torsionswinkel C(25)-C(26)-C(36)-C(35) und stellt Verdrehung Ausgewählte 1: Tabelle Mass der ein Abstände Phosphoramidit (Ra,Sc,Sc)-la der beiden [Â] Naphthyleinheiten und Winkel [°] im misst +59.9° (la -58.7°) dar. Phosphoramidat (Sa,Äc,Äc)-la* und [413] la* Abstände sind innerhalb der erwarteten la* von Komplexchemie la Winkel la* la P(l)-0(1) 1 6091(14) 1661 0(l)-P(l)-0(2) 101 73(7) P(l)-0(2) 1 6016(12) 1663 0(l)-P(l)-0(3) 110 41(8) P(l)-0(3) 1 4479(14) 0(2)-P(l)-0(3) 114 79(7) P(l)-N(l) 1 6183(14) 1658 0(1)-P(1)-N(1) 108 89(8) 96 01 109 68 - N(l)-C(7) 1 489(2) 1480 0(2)-P(l)-N(l) 104 27(7) N(l)-C(15) 1 490(2) 1498 0(3)-P(l)-N(l) 115 67(8) 2.1.4 Synthese Das stensch BINOL - - 122 31(12) 116 19 P(l)-N(l)-C(15) 120 42(12) 126 21 C(7)-N(l)-C(15) 117 26(13) 117 27 Phosphoramidit lb anspruchsvollere Naphthylphosphoramidit (5a,/?c,^c)-lb zuganglich - P(l)-N(l)-C(7) (#,#)-(-)-Bis(l-(l-naphthl)ethyl)amin (b), und kommerziell von 98 04 ist, erhalten werden (Schema dessen konnte Hydrochlorid aus (S)- ebenfalls 70).[379] (Sa,Rc,Rc)-1b (58%) Schema 70: Synthese Da das wurden nur von Ligand (S^RcRc) Hydrochlorid von b lb nach massiv Reaktionen mit Ansätzen Fenngas zweistufiger teurer ist als von ca. 1 g das Methode entsprechende Phenyldenvat, (S)-BINOL durchgeführt. Ligand lb wurde 115 2 Komplexchemie als weisser Feststoff mit einer Ausbeute Im 3 P NMR-Spektrum Verschiebung Signale und waren wird ein Singulett nach einer höheren 58% bei 8148.4 detektiert, (l-naphthl)ethyl)amin (b") zeigt das enantiomere spektroskopischen die selben Kapitel (vgl. Schema 70) Die Ausbeute konnte etwas Das diastereomere im (Feringa[379] Vergleich Für die Abbildung 59 zeigt P NMR chemischen Zuordnung und ein eine aus der (tf)-BINOL und (5,5)-(+)-Bis(l- werden (71%, bezüglich b"). Ligand analytischen Eigenschaften in Analogie von Singulett, allerdings 64% zu wie Ib. lb und lb" (S)-BINOL und aus (bezüglich b') erhalten.[379] bei einer höheren Frequenz von Verschiebungen sämtlicher 3 P S 154.2. Liganden 1. (Sa,flc.flc)-1a (Ra,Sc,Sc)-1a" 51%, 8 145.4 35%, 8 145.4 (Sa,Sc,Sc)-1b' (Sa.flc.flcHb" 58%, 8 148.4 64%, 8 154.2 71%, 8 148.4 59: Absolute Im Übersicht der absolute Konfigurationen, der Ausbeuten und der (Sa,flc.flc)-1b 116 la eine 5.2.2).[474] wurde gesteigert (Sa,ScSc)-lb' wurde NMR-Spektrum erscheint Abbildung zu 46%). CRa,Sc,Sc)-lb" ebenfalls als weisser Feststoff b" als weisser Feststoff mit einer Ausbeute 31 was Frequenz bedeutet (AS= 3.0 ppm). ^C/H-HMBC-Messungen hilfreich (siehe hergestellt.13791 erhalten (bezüglich b) 13C NMR-, WtF-COSY-, ^/H-NOESY-, 31P,1H-HMQC-, ^C/H-HMQC- Mit demselben Verfahren lb" von Konfigurationen, Ausbeute und P NMR chemische Verschiebung der Liganden 1. 2 2.1.5 Die Erst zur vor Synthese amidit eine Synthesemethoden (Schema 71). ] von Vergleich einer verbesserten Methode (^c^^-O^'-ClJ'-Biphenyl^^'-diyO-^A^-bisCl-phenylethy^phosphor- von In a, dann eine von und Alexakis: ein Alexakis[4 kurzem berichteten Mikhel und (bis 77% Ausbeute). Lösung Feringa von Komplexchemie analoger Lösung Weise wurde auch la von (S)-BINOL Am Schluss der Reaktion wurde Wasser zu synthetisiert.14761 einer Zuerst wurde Et3N/PCl3-Lösung gegeben zugegeben. ci Et3N CH2CI2, 0 °C + PCI3 Schema 71: Alexakis' Eintopfmethode fur die Synthese Mit diesem einfachen und direkten von Ligand (5,a,Äc^c)-la Eintopfverfahren konnte die Ausbeute bis auf 87% erhöht werden (mit destilliertem Et3N und PCI3). Desweiteren erlaubt diese Vorschrift die direkte Verwendung Weitere Pluspunkte gerade des sind die einfache mal 150 g für 10 g Tabelle 2: Fenngas a, von Reinigung Ligand erforderlich und Alexakis' Methoden Eigenschaften # Hydrochlorids zur womit eine in Form einer Filtration über sind von [379] Base(n) T(°C) em Vergleich." Alexakis CH2C12 Et3N, "BuLi Et3N -60, -40, 25, 60 0,25 Flash-Chromatographie (S1O2) Ausbeute 41 (%) Amin Reaktanden Reaktionsgefasse Ligand (Sà,Rc,Rc)-^'- TOL, THF Reinigung # wobei [411] 1 Reaktionsgefasse Losungsmittel ' Silicagel, wird. (Tabelle 2). Synthese Fermga Entschützung hinfällig Filtration (S1O2) bis 87 a Hydrochlorid von Amin a gem Lit 117 2 Komplexchemie 2.2 Rutheniumvorläufer Nach der einen etablierten Vorlaufer fur Synthese massgeblich und ein der Phosphoramiditliganden vorgestellt dazu Deshalb bei. Obgleich Bennet Synthese [RuCl2(776-/?-Cym)]2 käuflichem aus Phellandren selbst derp-Cymoleinheit von Phosphoramiditkomplexen der in der ([RuCl2(776-/?-Cym)]2) dar. Die einfache und in dieser Arbeit als verwendet. kommerziell erhaltlich ist, wurde es nach der Methode Rutheniumtnchlond-tnhydrat (RuCi3-3H20) hergestellt (Schema 72). nun gegen andere Arene trugen [RuCl2(776-/?-Cym)]2 wurde soll werden. unzahlige Rutheniumkomplexe Austausch möglicher Rutheniumvorlaufer fur die von Synthese Di-//-chlorobis(chloro(76-/7-cymol)ruthemum(II)-Dimer Das direkte der Arbeit verwendete Rutheniumvorlaufer vorliegenden stellt Beschreibung und (R)-(-)-a- [69] EtOH RuCI33H20 Ruckfluss, 5 h 79% Schema 72: Synthese des Ruthenium p [RuCl2(/7 -p-Cym)]2 (Bennett[69] cymoldimers nach Bennett wurde als roter Feststoff mit einer Ausbeute von 70% erhalten 78-87%). Die Reaktion kann ohne Schutzgasatmosphare durchgeführt werden und erlaubt auch Multigrammansatze. Ethanol Reduktionsmittel und muss dient sowohl als Losungs- als auch als vorgangig nicht destilliert werden. or-Phellandren kann sogar in technischer Qualität (-50%) verwendet werden. Sowohl in Losung (CDCI3) als auch stabil. In fester Form ist Zeit 118 eine im Feststoff ist [RuCl2(^6-/7-Cym)]2 Lagerung bei Raumtemperatur ohne weiteres an der Luft auch über (>4 Jahre) möglich, ohne jegliche Zersetzungs- oder Oxidationserscheinungen. längere 2 2.3 Komplexchemie Ruthenium-Phosphoramiditkomplexe vier In Teilen in werden diesem mit erfolgte strukturanalysen und spektroskopischen tabellarisch Hilfe Komplexe Wenngleich Die mit katalysatorvorläufern Seite am so Reaktivität Charakterisierung der dieser Kristall¬ analytischen Eigenschaften Schluss des und Kapitels "Komplexchemie" 159). einzähnigen Phosphoramiditliganden wurden solche umfassen die von P- bis anhin nicht in Ruthenium¬ eingesetzt.1115118'477'478] Verwendung chiralen einzähnigen mit Liganden Halbsandwichgeometrie Vorgehensweisen die NMR-Messungen, einigen Arenrutheniumkomplexen von Donorliganden berichtet wurde, oder sind ganz zusammengefasst (Tabelle 8, 2.3.1 Koordinationschemie mit verwandte mehrdimensionalen von PGSE-NMR-Diffusionsmessungen. Daten der und beschrieben und diskutiert. Die Rutheniumphosphoramiditkomplexe Komplexe Synthese die Kapitel hemilabilen Konzeptionell zweizähnigen[479] 7^r-Liganden.[132-146-480] Abhandlung Ziel dieser Das ist es zu ob prüfen, die absolute Konfiguration am Stereogenen Metallatom, im speziellen Ruthenium, mit Hilfe eines einzähnigen chiralen Liganden kontrolliert werden kann. Dies zahlreichen, Ansatz die entwickelten unlängst ermöglicht eine neue potentielle Anwendung Phosphoramiditliganden.[379'382] Zudem bietet für die dieser Chance, zwei Liganden der pseudotetraedrischen Koordinationssphäre frei zu variieren. Unterkapitel behandelt Dieses komplexe 2.3.1.1 mit die Herstellung neutraler Rutheniumphosphoramidit- einzähniger P-Koordination. Synthese von Die Reaktion [RuCl2(^6-/?-Cym)(la-ÄP)] von (Sa,/?c^c)-la mit lieferte binnen 1 h den (2a) [RuCi2(776-/?-Cym)]2 in CH2CI2 gewünschten Rutheniumkomplex bei Raumtemperatur (Sa,/?c,^c)-[RuCi2(776-/?-Cym)(la- xf)] ((Sa,Rc,Rc)-2a) (Schema 73). Ein NMR-Ansatz zeigte bereits nach 15 Minuten einen quantitativen 2a Umsatz (31P NMR-Spektrum der Reaktionslösung (CDC13)). gestaltete sich anfänglich sehr umständlich. verschiedene Waschschritte mit ebendiesen Ausfällen Lösungsmitteln mit Die Pentan blieben Isolierung und erfolglos. Hexan von und Neben 2a 119 2 Komplexchemie waren konstant freier 152.0 im Ligand und eine nichtidentifizierte 31P NMR-Spektrum) Analysenreines 2a Ausfällen mit !PrOH als oranger Feststoff mit einer Ausbeute von zugegen. bei S Verbindung (als Singulett wurde schliesslich durch 93% gewonnen. (Sa,Rc,fh)-2a Schema 73: von Komplex (Sa,/?c,/?c)-2a. 31P NMR-Spektrum Das COSY-, Synthese 2a weist ein von bei S 142.3 auf. Singulett WH-NOESY-, 31P,1H-HMQC-, ^C/H-HMQC- erlaubten eine vollständige Zuordnung der und ^C/H-HMBC-Messungen (siehe Signale 13C NMR-, ^/H- Kapitel 5.3.2).[474] Die aromatischen, tertiären p-Cymol-Kohlenstoffatome erscheinen im 13C NMR-Spektrum bei 8 92.3, 90.7, 88.7 und 84.7 und somit in einen Bereich asymmetrische Bindung Die Signale bestätigen der Phenylkohlenstoffatome der treten [RuCl(77Vcymol)(la)]+ längeren Tage) p-Cymolliganden eine freie Rotation der Massenspektrum Als des Feststoff ist Zeitraum keine AS = 7.6 ppm, was auf eine das Rutheniumzentrum hindeuten könnte. befinden sich zwischen S 144.3 und S 126.4 und Phenylgruppen (siehe Molekülpeak Tabelle 4, Seite bei m/z 846 und ein 132). Im MALDI- Fragmentierungspeak für bei m/z 810 auf. 2a unter Inertbedingungen (> 1.5 Jahre) stabil. Auch Zersetzung beobachtet. h). Nachher oder durch an von In Erwärmen der an und bei Raumtemperatur über einen Luft wurde für eine Lösung (CDCI3) war 2a nur längere Dauer (> 55 für kurze Zeit stabil (<24 Lösung auf 40 °C wurde die erwähnte Verbindung bei S 152.0 in kontinuierlich grösserem Masse detektiert. Die Stabilität in Lösung über eine längere Zeitspanne (>24 h) 120 wird später diskutiert (siehe Kapitel 2.3.3). 2 2.3.1.2 Kristallstruktur Durch wurden [RuCl2(^6-/?-Cym)(la-Äf)] von längere Lagerung (ca. einzelne 30 Kristalle orange Tage) untersucht wurden. Die Kristallstruktur Rutheniumzentrum Geometrie von verhältnismässig dass die beschrieben wird. Die welche ist am lang. [Ru(Cp)(CO)2(P)]BF4 (P gefunden.[481] an und Rutheniumatom machen aber am durch zum einen Oktaeder geringfügig idealen Oktaederwinkel Ä). mit einem von in la zweizähnigen Phosphoramiditliganden 2.2129(6) und 2.1905(6)  auf.[482] sind mit 1.611(6) Ä) (1.6091(14) resp. 1.6016(12) Durch die Koordination des Phosphoratoms und Bindungen führt (vgl. Kapitel 2.1.3) Die Der durchschnittliche von la (in 2a diskutiert wurde am (vgl. Kapitel 2.1.3). gefunden, charakteristisch ideal trigonal-planaren durch den p-Cymol- für eine was länger = und die bereits bei la gewisse Pyramidalisierung. Chloroliganden was zu infolge ist. 307.4°) und Verzerrung (104.96°) beobachtet und Am Stickstoffatom wird eine Winkelsumme Geometrie könnte auch -Ru, in P(l)-N(l)-Bindung entspricht hingegen X-P(l)-Y-Winkel beträgt 102.5° (Winkelsumme Phosphoratom, an zu, ist erheblich kleiner als der ideale Tetraederwinkel. Daraus resultiert eine starke Tetraedergeometrie À 1.608(6) und kürzer als in la eher der in la (1.658 A), obwohl sie in 2a mit 1.681(7) A nochmals merklich der von Chelat-halbsandwichkomplex =0) nimmt wiederum der s-Charakter der anderen P-X-Bindungen kürzeren treffender Rutheniumphosphoramiditkomplex Der neutrale P(l)-0(2)-Bindungen denjenigen (1.661 resp. 1.663 la Ru-P-Bindungen P(l)-0(1)mit ist hinsichtlich eines -P(O-(o-(NMeH)C6H4)(O-(o-(NMeH)C6H4-xO,A0 wurde eine = 2.265(4)  von weist erheblich kürzere vergleichbar der Interpretation Rutheniumzentrum variieren kationischen Im [RuCl(Cp)((PhO)2PN(Me)N(Me)P(OPh)2)] Die Die am (Tabelle 3, Seite 123). Die Ru(l)-P(l)-Bindung ist mit 2.317(3) À 90° relativ klein sind längere Bindung 2a in /PrOH Koordinationsgeometrie pseudotetraedrisch zwischen 85.50(10) und 93.5(3)°, sodass die Differenzen verhältnismässig von Röntgenstrukturanalyse (Abbildung 60). Die Winkel Winkel Lösung mittels dass die Metallzentrum am entsprechenden zeigt, wie 2a als praktisch. Koordination 2a un verzerrt Halbsandwichkomplexen stereochemischen Verständnisses deutlich, von (2a) einer konzentrierten gewonnen, Komplexchemie Diese Abweichung der erhöhten sterische zustande kommen von 357.5° von einer Hinderung (vgl. la: 359.67°; la : 359.99°). Der den von /7-Cymolring Bennet Cym)(PMePh2)] und die anderen drei Substituenten sind beschriebenen (8).[74115] Die gestaffelt angeordnet, Komplexen [RuCl2(C6H6)(PMePh2)] (7) Verzerrung der Ru(l)-C-Bindungen in und wie in [RuCl2(p- 7 und 8 wird auch in 2a 121 2 Komplexchemie Die gefunden. wobei die beiden trans zu Dasselbe Bindungslängen kürzeste C(6)) Bindungen asymmetrische Bindung Spektrum). Bild variieren zwischen p-Cymolring 60: in 2a generell p-Cymols bei den an C-C und und trans zu Ru(l)-C(3), 2.213(11) kürzer als in 8. Dies das Rutheniumatom des Bindungen la (lange Ru(l)-C-Bindungen), Chloroliganden (kürzere Ru(l)-C-Bindungen). Werte wurden für 7 ORTEP-Darstellung kürzer) einteilen, bestätigt ( C À) die NMR- p-Cymols: die 1.365(13) und 1.436(14) A. Interessanterweise ist die mit einem dihedralen Winkel Vergleichbare Abbildung den beiden des sich zeigt Bindung (C(2)-C(3)) trans zu Gruppen (länger längsten Bindungen (Ru(l)-C(2), 2.218(9) À la sind. Zudem sind diese erwähnte lassen sich in zwei Ru(l)-C-Bindungen von ca. 2° geringfügig über die längste (C(5)- Desweiteren ist der C(l)-C(4) gekrümmt. (Benzol: 5°) und 8 (p-Cymol: 2°) gefunden. von Komplex (S^RcRà-^a (thermische Ellipsoïde mit 30% Wahrscheinlichkeit, willkürliche Nummenerung der Atome, Wasserstoffatome ubersichthchkeitshalber nicht gezeigt). Die Bindungslängen erwarteten 122 und Winkel des Binaphtholrückgrats sind wiederum innerhalb der Bereiche. Der Torsionswinkel C(35)-C(36)-C(46)-C(45) indiziert die Verdrehung 2 der beiden Naphthyleinheiten des Binaphthol und (-58.7, resp. +59.9°) ist dieser Winkel kleiner, daraus resultierenden grösseren sterischen beträgt Vergleich +55.0°. Im mit der Koordination was und Hinderung (p-Cymol- Komplexchemie zu von la oder la la und der Phenylethylgruppen) erklärt werden könnte. Phenylring Der des C(25)-Phenethylarms angeordnet (durchschnittlicher BINOLs wechselwirkung Distanz gemittelte 0(2) auf, Tabelle 3: denkbar was eine von ca. wäre. Die 3.700 A zu ist nahezu Abstand 4.234 ca. C(9)-Methyllgruppe den [Â] Abstände und Winkel 0(1)-Naphthylrest zum des A), sodass eine ;r-;r-Stapel- 'Propylrestes des Kohlenstoffringatomen CWtt-Wechselwirkung ermöglichen Ausgewählte parallel der weist eine Naphthylgruppe am könnte. [°] im Komplex (Sa,#c,#c)-2a. Ru(l)-C(l) 2.201(12) Ru(l)-Cl(l) 2.405(3) Ru(l)-C(2) 2.218(9) Ru(l)-Cl(2) 2.387(3) Ru(l)-C(3) 2.213(11) Ru(l)-P(l) 2.317(3) Ru(l)-C(4) 2.197(11) P(l)-0(1) 1.611(6) Ru(l)-C(5) 2.170(10) P(l)-0(2) 1.608(6) Ru(l)-C(6) 2.206(10) P(l)-N(l) 1.681(7) Cl(l)-Ru(l)-Cl(2) 85.50(10) Ru(l)-P(l)-0(1) 104.6(3) Cl(l)-Ru(l)-P(l) 91.83(10) Ru(l)-P(l)-0(2) 120.6(2) Cl(l)-Ru(l)-C(3) 87.8(3) Ru(l)-P(l)-N(l) 122.5(3) Cl(l)-Ru(l)-C(4) 89.0(3) 0(l)-P(l)-0(2) 103.3(3) Cl(2)-Ru(l)-P(l) 89.06(9) 0(1)-P(1)-N(1) 108.2(4) Cl(2)-Ru(l)-C(l) 90.5(3) 0(2)-P(l)-N(l) 95.9(3) Cl(2)-Ru(l)-C(2) 89.8(3) P(l)-N(l)-C(17) 115.1(6) P(l)-Ru(l)-C(5) 93.5(3) P(l)-N(l)-C(25) 123.4(6) P(l)-Ru(l)-C(6) 92.7(3) C(17)-N(l)-C(25) 119.0(7) 2.3.1.3 Synthese Komplex von [RuCl2(^6-/?-Cym)(lb-ÄP)] (Sa,Rc,Rc)-[RuCh(T]6-p-Cym)(lb-KP)] anspruchvolleren Naphthylphosphoramidit [RuCi2(/76-/?-Cym)]2 hergestellt (Schema lb wurde 74).[379] erwies sich wiederum als nicht trivial. In den verschiedenen (2b) Lösungsmitteln Die ((Sa,Rc,Rc)-2b) analog zu 2a Abtrennung Reaktionslösungen wurde immer eine mit aus von von dem sterisch (Sa,Rc,Rc)-lb und reinem Komplex 2b NMR-Ans ätzen mit gewisse Menge lb beobachtet, auch, resp. 123 2 Komplexchemie vorallem, nach längeren Reaktionszeiten. (15 min) auf 17% (17 h) zu. In CDCI3 nahm das freie lb Mit CD2C12 wurden Konzentrationen von von 9% anfänglichen 11 % (30 min) bis 33% (18 h) detektiert. Durch Ausfällen mit !PrOH wurde 2b in massig reiner Form (9% lb) als oranger Feststoff mit einer Ausbeute dass die Reaktion nicht vollständig von 49% erhalten. Diese tiefe Ausbeute lässt erahnen, ablief. (Sa,Rc,Rc)-1b CH2CI2, RT 49% Schema 74: Synthese Unter von Komplex (Sà,Rc,Rc)-2b. Inertbedingungen und bei Raumtemperatur ist 2b als Feststoff für eine gewisse Zeit stabil. Nach 3 Monaten wurden 9% lb 15 Monaten schliesslich 16% lb. In von Intensität Präsenz von gegenwärtig eine waren, Durch Variation der deren P NMR-Signale CDC^-Lösungen äquivalente von Menge 31P NMR-Spektrum [RuCl2(/76-p-Cym)]2 als von tritt bei ö 146.6 ein Singulett Kapitel der 124 für 2b H Verunreinigung anspruchsvollen lb konnte später (>4%) erscheint als Singulett bei 8149.9. 13C NMR-, HMQC- und stetige Tatsache, dass im machen eine Dissoziation des sterisch eingesetzten Äquivalenten Die isoliertem 2b und die lb plausibel. analysenreines 2b (4% lb) erhalten werden, wenngleich mit einer sehr bescheidenen Ausbeute Im 14% der totalen wurde die Dissoziationsreaktion nicht weiter untersucht. freiem lb in NMR-Spektrum (19% der totalen Intensität) nach 7 h. Da zusätzliche, Verbindungen gebildet wurden, betrugen, 4 Monaten dann 11% lb und nach Lösung (CD2CI2) erfolgt die Zunahme indes viel rascher: 6% lb nach 50 min auf 22% lb nichtidentifizierte gefunden, nach von bloss 28%. (<96%) auf, das freie lb WH-COSY-, ^P/H-HMQC-, "c/H- C, H-HMBC-Messungen erleichterten die Zuordnung der Signale (siehe 5.3.2).[474] Angesichts Binaphthylgruppe der Überlappung konnten nicht sämtliche der Signale der Naphthylethylarme Signale zugeordnet werden. Im mit denen C NMR- 2 die Spektrum liegen aromatischen, tertiären p-Cymol-Kohlenstoffatome zwischen S 89.6 und SSSA (AS= 1.5 ppm), also viel näher einer Komplexchemie vergleichsweise symmetrischen Koordination des [RuCl(^6-/7-cymol)(lb)]+ für Fragmentierungspeak als bei 2a zusammen (AS= 7.6 ppm). Deshalb kann mit p-Cymols gerechnet bei 910 m/z werden. MALDI- das zeigt Ein Mas senspektrum. Aufgrund von Kristallen racemischer für zu Komplex hergestellt. Lösung (CH2CI2) wurde anfänglich auf die Züchtung Die Reaktion rao[RuCl2(/76-/?-Cym)(lbb"-xP)] 2b von von NMR-Spektrum auch Signal das Ferner wird gefunden. [RuCi2(776-/?-Cym)]2 als [RuCl2(/76-p-Cym)]2 von 65% erhalten. Die des freien lbb" XH NMR-Spektrum trotzdem mit im Verhältnis H und Singulett (resp. lb von und P 1:1, lieferte was mit oranger NMR-spektroskopischen wird3 bei <? 146.6 für 2bb" lb") mit einer Intensität 2bb" auch eine Verunreinigung gefunden, den ein raolbb", (rac-2bb"). Dieser wurde als 2b überein. Neben dem Daten stimmen mit denen wurde Dann (Sa,Rc,Rc)-lt> und CRa,Sc,Sc)-lb" von Feststoff mit einer Ausbeute 5% 2b in von Röntgenstrukturanalyse verzichtet. eine durch Mischen hergestellt analog der Labilität P von entsprechende Menge Beobachtungen 2b bei korreliert. Durch während 21 langsame Diffusion einer Tagen einzelne CH2Ci2-Lösung ausreichend. Die provisorischen verbrückte Struktur ohne 2.3.1.4 Synthese Komplex 2b aus von Resultate war für eine definitive deuteten hin p-Cymolliganden auf eine ((5a,5c,5c)-2b') wurde [RuCl2(îf-p-Cym)]2 hergestellt Form als oranger Feststoff mit einer Ausbeute Lösungen von isoliertem 2b' wurde kein freies lb' Erklärung für die im Im 31P NMR-Spektrum und XH NMR-Spektrum von gefunden ( P Singulett zu in 82% gewonnen. In CDCI3- NMR-Spektrum), bei S 162.6. Mit Hilfe ^C/H-HMBC-Messungen Signale zugeordnet werden.[474] Obgleich weichen im Analogie was eine 2b massiv höhere Ausbeute sein könnte. erscheint ein ^/H-COSY-, ^C/H-HMQC- in (Schema 75). Komplex 2b' wurde analysenreiner zu dimere, dreifach Chlorid- (2b') (5a,5c,5c)-[RuCl2(76-p-Cym)(lb'-xP)] Vergleich Strukturlösung nicht (siehe Kapitel 2.3.3.5). [RuCl2(^6-/?-Cym)(lb'-ÄP)] (5a,5c,5c)-lb und rac-2bb" in Hexan wurden erhalten, die durch Röntgenstrukturanalyse orange Kristalle untersucht wurden. Die Qualität der Kristalle von der diastereomeren die chemischen konnte Beziehung von ein 13C NMR-, Grossteil der zwischen 2b' und 2b Verschiebungen entsprechender Signale nur 125 2 Komplexchemie geringfügig voneinander ab. weist MALDI-Massenspektrum Das Fragmentierungspeak für [RuCl(lb')]+ bei 116 m/z einen auf. (Sa,Sc,Sc)-1V CH2CI2, RT 82% (Sa,Sc,Sc)-2b' Schema 75: Synthese von Komplex (Sa,Sc,Sc)-2b\ 2.3.2 Reaktivität und zweizähnige P,C-Koordination folgenden Kapitel Im beschrieben und die wird die Reaktivität der Herstellung und synthetisierten Charakterisierung neutralen der mutmasslichen Komplexe 2 16e~-Komplexe diskutiert. Koordinativ häufig der Dissoziation eines oder eines bedürfen gesättigte Komplexe Liganden, Atom-Transfer-Reagenzes zum einer Erlangen katalytischen Aktivität damit anschliessend eine Koordination des Substrats an das Metall stattfinden kann. Diese Reaktivitäts¬ voraussetzung erfüllen koordinativ ungesättigte Katalysatorvorläufer, die meist reaktiver und selektiver sind und mildere Reaktionen mit koordinativ Reaktionsbedingungen gestatten. gesättigten Komplexen bekannt, Temperaturen, oftmals Rückfluss, In der an vorliegenden um die Dissoziation eines Arbeit wird der sind wohl katalytische diese erfordern aber erhöhte Liganden einzuleiten. Frage nachgegangen, ob die absolute Konfiguration einem Stereogenen Rutheniumzentrum mit einem liganden Es einzähnigen kontrolliert werden kann. Dies beinhaltet nicht nur die chiralen Phosphoramidit- Überwachung der katalytisch inaktiven, gesättigten 18e~-Komplexe 2. Vielmehr interessiert die Kontrolle der ungesättigten 16e~-Komplexe [RuCl(^6-/7-Cym)(P*)]+ dar und sollten eine 126 katalytische (3). Diese stellen das Produkt der Chloridabstraktion Aktivität zeigen. 2 Für des Komplexe Typ forcierte Dissoziation eines wird häufig [RuCi2(776-/?-Cym)(P*)] Chloroliganden mit einer irreversiblen Verwendung Fällung zur Komplexchemie (z. B. 2a oder 2b) bietet sich eine Aktivierung Diese Chloridabstraktion an. eines schwerlöslichen Salzes realisiert. Bei der T1PF6 oder AgPF6 werden jeweils die schwerlöslichen Salze T1C1 bzw. von AgCl gebildet (die sich einfach durch Reaktion darstellt. AgPF6 vermehrt eine Bildung lassen), die treibende Kraft der was als T1PF6, sodass bei sehr hygroskopischer ist viel hydrophilen Verbindungen Filtration entfernen von oxophilen Nebenprodukten (Phosphanoxide und oder Wasseraddukte) beobachtet wird. Zudem erschwert die Lichtempfindlichkeit der Silbersalze ihre Handhabung. Die erwähnten Nebenreaktionen vordringlich, wohingegen Thallium(I) frappant sind toxischer beim ist als Thalliumsalz die nicht so korrespondierende Silberverbindung. Ein weiteres, häufig verwendetes Reagenz (Et30BF4,[483'484] Triethyloxonium-tetrafluoroborat, Meerweinsalz ähnliche Meerwein-Reagenz) zum zwei Nebenprodukten nach sich: anderen oxophilen mit Hilfe dieses Diethylether (Et20). aktiven zum einen das und die beabsichtigte doch einen inaktiven austauschbar, kann Die Komplex. von die vorgängig beschriebenen Komplexe massig haltbar (2b) eingeschränkte bis Stabilität Zersetzungsreaktionen stabil und (2a). gehen, In 2 von Diethyltheraddukten zwar statt, nur ergab labil führen. gesättigter aber schliesslich gebunden und einfach ausgegangen werden. ([RuCi2(776-/?-Cym)(l)]) Lösung (z. abhängig von bei 2b eine Dissoziation der von sind im Feststoff nur CH2CI2) zeigt 2 eine massiv B. Natur ein. Aus 2a entsteht eine unbekannte Kapitel 2.3.1.1), wohingegen Bildung dar und kann im Falle Liganden Ist das Et20-Molekül indessen Spezies Die und Chloridabstraktion fand einer aktivierten dem dar. Koordiniert das Et20-Molekül stark genug, resultiert wiederum ein koordinativ Komplex das leichtflüchtige Ethylchlorid (EtCl) entsprechenden den zu EtaOPFô Alkylierungsreagenzes zieht Letzteres stellt einen Komplexen stellt auch Meerweins Salz oder Triethyloxonium-hexafluorophosphat Chloroliganden Abstraktion eines von Chloridabstraktion zur von 1, verschiedene Verbindung (S 152.0) (vgl. lb beobachtet wird (vgl. Kapitel 2.3.1.3). Angesichts der einfachen und Filtration wurde für die Synthese vollständigen Entfernung und Isolierung von des Nebenprodukts grösseren Mengen von T1C1 durch 3 ausschliesslich T1PF6 verwendet, obgleich der erhöhten Toxizität. Für die katalytische Cyclopropanierung (siehe Kapitel 3.1) hingegen wurde vorzugsweise Et30PF6 eingesetzt, da dieses einfach zu 127 2 Komplexchemie handhaben ist und beide Nebenprodukte der Chlondabstraktion den Verlauf der Reaktion nicht tangieren. 2.3.2.1 Synthese von [RuCl(^6-/;-Cym)(l,2-^-la-Äf)]PF6 Komplex (Sa,Rc,Rc)-2a reagierte mit T1PF6 oder Et30PF6 (jeweils 1.1 Äquivalente) CH2CI2 bei Raumtemperatur innerhalb 2 resp. 0.5 h [RuCl(77VCym)(la)]+ ein Beschreibung koordinativen von 3a zum orangen la als 2e am dass Syntheseversuch des gemeinhin eine koordinativ ungesättigten 16e 16e~-Rutheniumkomplexe dunkelblaue [RuX(Cp*)(CO)(P!Pr2Ph)] oder violette orange/gelb sind.[485] orangen Festsoff 3a wirklich um eine noch nicht identifizierten sechsten Auch Dimensierung aber einer zu zu mit Dimerbildung eine neue Cym)(la xf)]PF6 p Typs [RuX(Cp )(P!Pr2Ph)] des auf, Farbe oder Liganden (z. ihre derweil So stellt sich die B. [Ru2(//-Cl)2(776-/?-Cym)2(la)2]2+ eventuell entscheidend 3a wandelte sich sowohl Verbindung die einer Frage, ob um ein ein weisen 18e~-Addukte sich beim es gesättigtes Addukt Losungsmittelmolekul)? ware denkbar. Hierzu gilt bedenken, dass die p-Cymolgruppe und vorallem la stensch anspruchsvoll sind, Komplex um, fur die im wird. Diese Instabilität schloss die 128 Komplexes [RuCl( 77 16e~-Spezies handelt, mit einem eine bedeutet 16e~-System ein 3a zeigt ? Funfach-koordinierte aber von Ruthenium(II)zentrum vorliegt. (Sa,Rc,Rc)-2a Schema 76: dann -Donorligand fungiert, [RuCl(776-/?-Cym)(la-xP)]+, als Unsattigung Wenn in Komplex (Sa,Rc,Rc)- ((5a,/fc,/fc)-3a) (Schema 76). Das 31P NMR-Spektrum S 154.6. bei Singulett (3a) in entgegenwirken Züchtung von was konnte. Losung (CD2CI2) als auch 31P NMR-Spektrum es ein Kristallen im Singulett zur Feststoff langsam bei 8150.6 in gefunden Rontgenstrukturanalyse aus. 2 Schliesslich wurde 3a durch Reaktion von 2a mit T1PF6 Raumtemperatur und Ausfällen mit !PrOH während 21 h bei (1.05 in Komplexchemie Äquivalente) vergleichsweise in CH2CI2 reiner Form o als oranger Feststoff mit einer Ausbeute wurde neben dem Spektrum für diese unbekannte 2.3.2.2 der Aufklärung 90% erhalten für 3a bei S 154.6 Verbindung unerforschter Carbonylkomplex Zur Singulett von (Schema 76). [RuCl(^6-/7-Cym)(CO)(la-ÄP)]PF6 asymmetrischen Induktion von la und 3a wurde zur Ermittlung (Sa,/fc,flc)-[RuCl(^-p-Cym)(CO)(la-*P)]PF6 herzustellen 77). Das pseudotetraedrische Rutheniumatom in einer solchen CO-Verbindung der vier unterschiedlichen Substituenten stereogen, mit Hilfe la mehr oder werden. Die von C weniger CO-Gruppe was gelb. zersetzte in 2a nicht der Fall ist. So müsste je sollte dabei eine Detektion der diastereomeren Komplexe ? Syntheseversuch des CO-Komplexes. von atm) zeigte während den nach aufgrund NMR-Messungen und IR-Spektroskopie ermöglichen. Ein NMR-Ansatz 1 wäre (Schema des einen oder anderen der beiden Diastereomeren (Sa,Rc,Rc)-2a Schema 77: der Struktur versucht, das entsprechende Kohlenmonoxidaddukt gebildet P NMR- Struktur detektiert. ungesättigten 16e~-Komplexes von 1 (93%) ein Singulett bei S 150.6 (7%) und der Reaktivität des nach Einfluss Im Im 2a mit T1PF6 oder Et3OPF6 in CD2C12 unter ersten 10 min einen 31P NMR-Spektrum sich aber in tritt ein CO-Atmosphäre (ca. ausgeprägten Färb Wechsel Hauptsignal von bei 138.6 auf. Die rot über orange neue Verbindung Lösung (CD2CI2, über Nacht) und darauf wurden diverse Signale bei S150 gefunden, mit dem Hauptsignal bei S 149.7. Später wurde 2a mit T1PF6 in CH2CI2 CO-Atmosphäre umgesetzt und nach 2 h konnte ein gelber ca. unter Feststoff isoliert werden, der 129 2 Komplexchemie dasselbe Singulett bei 8 138.6 einige Tage stabil, zeigt. Diese Substanz wobei wiederum dasselbe Verbindung. Züchtung von Kristallen für eine Verbindung(en) nicht 2.3.2.3 Struktur Letztlich von um einen und Röntgenstrukturanalyse blieb ohne konnten weder werden. Auch Erfolg, weshalb die diese eine Zusammenstellung (3a) zweidimensionalen von NMR- ^h/H-COSY, ^/H-NOESY, ^p/H-HMQC, ^C/H-HMQC, PGSE-NMR-Diffusionsmessungen1205'486"4921 kenntlich, dass es einkernigen, sechsfach-koordinierten Komplex handelt (Abbildung 61). Koordinationssphäre Wechselwirkung CO-Komplexe IR-Spektroskopie nachgewiesen [RuCl(^6-/;-Cym)(l,2-^-la-Äf)]PF6 machte ^C/H-HMBC)14741 5 149.7 gefunden bei weiter untersucht wurden. Korrelationsexperimenten bei 3a noch für nur Lösung verhinderte eine Bestimmung Die vermuteten diastereomeren 13C NMR-Messungen mittels Inertbedingungen Zersetzungsprodukt wurde. Diese Labilität sowohl im Feststoff als auch in der Struktur der unter war des 16e~-Fragments [RuCl(776-/?-Cym)(la-xP)]+ zwischen dem Rutheniumatom und einem Phenethylsubstituenten gesättigt: sich Die wird durch eine Phenylring eines der beiden (5a,/?c,^c)-[RuCl(76-/7-Cym)(l,2-7-la-x?)]PF6 ((Sa,Rc,Rc)- 3a). Durch diese 1,2-7], KP-Koordination (in 2a) wird der 'einzähnige' Ligand la (in 3a) einem if- zu zweizähnigen Chelatliganden. (Sa,Rc,Rc)-3a Abbildung Im von 3a 61: Komplex (5,a,Äc^c)-3a. Folgenden eine sollen die Schlüsselrolle Diffusionsmessungen 130 nun werden in wichtigsten Erkenntnisse, gespielt Kapitel haben, erläutert 2.3.4 diskutiert. die bei der werden. Strukturbestimmung Die PGSE-NMR- 2 XH In den deuteten die 13C NMR-Spektren Linienbreiten erschwerte. Die Auflösung verbessert konnten. Unter diesen Phenethylgruppen Rotation 3a, die bei Raumtemperatur gemessen wurden, Resonanzen der Signale werden, sechs der was die konnte durch sodass Bedingungen in aromatischen Zuordnung Kühlung der der wurden für die auf -20 °C werden gemessen Phenylkohlenstoffatome aufgelöste Signale beobachtet. ein Signale erheblich Messproben ^C/H-Bindungskorrelationen auf Region einer der beiden Dies deutet auf eine eingeschränkte hin, während die Phenylgruppe des anderen Phenethylaminrestes frei rotiert. Ein Signals etlicher von Verhalten auf der NMR-Zeitskala hin, dynamisches hinlänglich und Komplexchemie ^C/H-HMBC-Experiment erlaubte die Zuordnung des 13C NMR- C(l) bei S 119.9, gestützt auf starke Wechselwirkungen über jeweils drei von Bindungen (long range) zu H-C(3) resp. H-C(5) (Abbildung 62). Analog dazu korrelieren H-C(4) und H- C(6) mit C(2) bei £105.8 (Tabelle 4). H-C(6) H-C(3) H-C(4) H-C(5) S(13C) -120 Abbildung siehe 62: Abbildung C, H-HMBC-Spektrum (long range) von Komplex (Sà,Rc,Rc)-3a. Nummerierung der Atome 61. 131 2 Komplexchemie Verschiebungen (AS) Die ^-Bindung auf eine der massig Phenylring zeigt aromatischen XH resp. Bereich Kohlenstoffatomen, Tabelle 4: 13C von C(l) und C(2) mit was zwei tieferen Der chemische ortho- äquivalenten Verschiebungen 8 Komplexen 2a, 3a, 3b, 4a und 5a." Atome 2a 3a C(l) 144.3 C(2) und Verschiebungen und im gängigen meta-Wasserstoff- und Temperatur ist. Phenylprotonen (NCH(i%)(Me)) der dem zweite, nicht komplexierte bezeichnend für eine freie Rotation bei dieser NMR chemische Frequenzen weisen C(l) resp. C(2) sind kennzeichnend ;r-01efinkomplex. 13C NMR-Spektrum zu diastereotopen Phenylringe 24.4 und 22.4 für starken bis schwachen im von zwischen einem der beiden Rutheniumatom hin. Die ASWerte für einen Signale m den 3b* 4ac 119.9 101.1 106.6 106.0 128.2 105.8 96.7 80.6 81.6 C(3) 127.6 136.4 131.8 104.9 105.5 C(4) 126.4 131.3 132.6 95.0 99.0 C(5) 127.6 130.7 132.8C 97.8 90.8 C(6) 128.2 134.4 136.1c 81.0 82.1 5a a Chemische Verschiebungen S m ppm. Die Nummenerung ist in den Abbildungen und Schemata definiert. Die entsprechenden Signale von 2b sind aufgrund der Überlappung mit denen der Binaphthylgruppe nicht zugeordnet worden. Nummenert in Analogie zu la, mit lb "C(5)" entspricht C(4a), "C(6)" entspricht C(8a). Die Signale wurden nicht eindeutig zugeordnet ipso (C(l)), ortho (C(2) und C(6)), meta (C(3) und C(5)) und c (C(4)). para Im ^C/H-HMQC-Spektrum besonders auf. Dessen der Binaphthyleinheit (short range) fällt die Verschiebung Signal liegt zwischen denjenigen Ein weiterer Beweis für die Ohne ^-Bindung über o?tÄo-Phenylproton dar, ^-Koordination würde fünf Bindungen diese stellt die Interaktion des Phenylring (P-N-C-C(l)-C(2)-H) 132 die Bindungen reduziert wird und denen der Phosphoratoms mit 1 P, H-HMQC-Spektrum ersichtlich ist. zwischen dem P-Atom und dem H-C(2) erfolgen, ^-Interaktion wird eine Korrelation über das Distanz auf drei die im Wechselwirkung Kohlenstoffatom dazwischen. Durch der aromatischen Kohlenstoffatome p-Cymolliganden (£101.0-80.8). Ol ausschliesslich einem C(2) (S 105.8) Phenylgruppe (ca. S149-121) und der frei rotierenden ebenfalls aromatischen Kohlenstoffatome des von mit einem aliphatischen des Rutheniumzentrums mit einem Metallatom (P-Ru-C(2)-H). möglich, wodurch die erwähnte 2 Die aromatischen Protonen der frei rotierenden Spektrum 2a recht bei £7.43 0.43-0.50 ppm um Phenylprotonen H-C(3) bis H-C(6) sind Verschiebung zu tieferen höheren ^-koodinierenden Phenethylarmes um 0.75-1.04 ppm höheren zu für aromatische sowohl sind p-Cymolliganden, zu höheren des liegt. Auch Phenethylarms (£ 5.12-4.98). Dasjenige DublettxQuartett bei £3.31, hingegen NMR-Spektrum zeigt Kohlenstoffatome bei Das Auffallend ist die die anderen Frequenzen Verschiebung p-Cymolprotonen auf eine mit der frei rotierenden werden bei Phenylgruppe nahe des koordinierten wurde als Phenylrings liegt als Verschiebung gleichkommt. aromatischen, tertiären p-Cymol- die Resonanzen der und £80.8 Das Frequenz als die entsprechenden etwas tieferer einer erheblichen £101.0, £96.8, £85.3 könnten Werte hinweisen. was war. tieferen zu dessen Dublett erst bei £2.96 erscheint und dadurch klar Quintett bei £ 4.78 detektiert und somit bei 2a auch als Frequenzen gefunden (£ 5.36, £ AAA und £ 4.15). tiefen Begriffe benzylische Methinproton Diese die wechselwirkende an H-C(2) beobachtet. Dessen Dublett wird bei £ 6 AI Proton ausserhalb des aromatischen Bereichs C Frequenzen verschoben. Eine Phenylrings. eines Protons des Das noch stärker ausgeprägt: Frequenzen wird indessen für das einzige p-Cymolprotonen von zu Frequenzen verschoben. Dieser Trend verschoben, wobei keine Regelmässigkeit auszumachen Protonen H NMR- 0.59) und liegt damit durchschnittlich 1.31 ppm tiefer als die anderen = Protonen dieses Die zu des Doppelbindung gebundene gefunden (AS erscheinen im Phenylgruppe (ortho), £7.19 (meta) und £7.11 (para) und sind somit im Vergleich gleichmässig ist für die Komplexchemie (AS= 20.2 ppm, 2a: AS= 7.6 ppm). ausgeprägte Asymmetrie der Ruthenium-Cymolbindung ESI-Massenspektrum zeigt bei IIA m/z ein für Fragmentierungspeak [RuCl(77Vcymol)(la)-HCl]+. Obgleich racemischen der Instabilität Komplex herzustellen. durch Mischen von von 3a in Lösung und von Spektrum wird ein reagierte im Verhältnis H als auch die 2a. Durch Reaktion von CH2C12 und Ausfällen mit !PrOH wurde in Analogie xf)]PF6 (rac-3aa") als Feststoff, wurde versucht, einen (rac-2aa"). Dieses wurde als 87% erhalten. Sowohl die decken sich mit denen im [RuCi2(/76-/?-Cym)]2 (Sa,Rc,Rc)-l& und (Ra,Sc,Sc)-la" [RuCi2(776-/?-Cym)(laa"-xP)] Ausbeute von P mit 1:1, analog 3a bei £152.6 2a zu rac- einer NMR-spektroskopischen Daten rac-2aa" mit TIPFö (1.05 zu zu Feststoff mit oranger Äquivalente) in rao[RuCl(776-/?-Cym)(l,2-77-laa"- roter Feststoff mit einer Ausbeute von 82% Singulett raolaa", hergestellt erhalten. Im 31P NMR- (89%) für rac-3aa" und ein ebensolches bei £149.4 133 2 Komplexchemie (11%) für die entsprechende unbekannte (racemische) Verbindung beobachtet, wie dies bereits bei 3a der Fall war. Langsame Diffusion einer CH2Ci2-Lösung Monaten orange Kristalle die durch definitive Strukturlösung Chlorid-verbrückte Struktur Synthese von Die Reaktion Analogie zu Röntgenstrukturanalyse untersucht Qualität indes nicht ausreichend. Eine dimere, zweifach ohne p-Cymolliganden den 2b mit T1PF6 oder Et30PF6 Überlegungen so von 3b das zu während eines Komplexes von gegen eine solche 2b. lieferte in Singulett bei Gültigkeit. Fungiert lb als Vorliegen Formulierung.148 eines 16e~-System im Falle von 3b mit spricht ] (Sa,Rc,Rc)-3b Komplex (5a,/?c,/?c)-3b aus (Sa,/?c,/?c)-2b. 3b ist indessen für mindestens 3 Feststoff unter Im längeren (<24 h) ist 3b sogar 134 Äquivalente) ungesättigten Ruthenium(II)zentrum. Doch auch (Sa,Rc,Rc)-2b Gegensatz provisorischen den dieser ein breites haben auch für 3b impliziert obige Darstellung bereits die Farbe des Komplex aus 1.1 (jeweils 31P NMR-Spektrum zeigt S 168.0. Die bei 3a aufgeführten Synthese sich liess (SRU,Sa,Rc,Rc)-[RuC\(7f-p-Cym)(lb-tcP)]PF6 Komplex orangen Im Schema 78: wurden. Für eine deren ((5Ru,5a,/?c,-Kc)-3b) (Schema 78). einem koordinativ 2 [RuCl(^6-/;-Cym)(lb-ÄP)]PF6 (3b) von 3a 2e~-Donorligand ergab während rac-3aa" in Hexan (siehe Kapitel 2.3.3.5). Resultaten ableiten 2.3.2.4 war von an Zeitraums Luft stabil. Tage stabil Inertbedingungen bei in Lösung (CD2C12), ganz im Raumtemperatur wird sogar (>7 Wochen) keine Zersetzung beobachtet. Für kurze Zeit 2 Ob der Labilität freiem mit 2b und der damit verbundenen immerwährenden Präsenz von lb wurde 3b in reiner Form nicht isoliertem 2b synthetisiert, (Sa,Rc,Rc)-lb in analog 3a durch Chloridabstraktion zu hergestelltem sondern via in situ 2b. CH2C12 bei Raumtemperatur innerhalb 1 h das dann direkt mit T1PF6 Komplexchemie (1.05 Äquivalente) versetzt wurde [RuCi2(776-/?-Cym)]2 zu 2b von von reagiert (vgl. Kapitel 2.3.1.3), (Schema 79). Dies ergab binnen Raumtemperatur und anschliessendem Ausfällen mit !PrOH (SRu,Sa,.Rc,^c)-3b als 21 h bei oranger Feststoff mit einer Ausbeute von 90%. (Sa,RC.Rc)-3b Schema 79: 2.3.2.5 Synthese Struktur Komplex (S„Rc,Rc)-?>b von von von zweidimensionalen NMR-Korrelationsexperimenten ^/H-NOESY, ^p/H-HMQC, ^C/H-HMQC, ^C/H-HMBC)14741 bereits bei 3a beobachtete Naphthylring eines der Koordinations Sphäre des Koordination in 3b Durch ^-Wechselwirkung beiden eingeschränkt die Analogie der Signale soweit, dass 3a sechs einer H und der auf die Diese verringerte C beiden Sättigung der hat eine Sechsfach- Folge. dynamische Verhalten die Linienbreiten diverser NMR-Spektren ^C/H-Bindungskorrelationen Naphthylkohlenstoffatome zu der zur konnte abermals das werden. Dies Region hin. [RuCl(776-/?-Cym)(lb-xP)]+ Tieftemperaturmessungen (-20 °C) Resonanzen in der aromatischen Auflösung Naphthylethylsubstituenten 16e~-Fragments wies ^H/H- zwischen dem Rutheniumatom und einem ([RuCl(776-/7-Cym)(l,2-77-lb-xP)]PF6) auf der NMR-Zeitskala Für [RuCl2(rf-p-Cym)]2 und (S„Rc,Rc)-lb. [RuCl(^6-/7-Cym)(lb-ÄP)]PF6 (3b) Dieselbe Kombination COSY, aus und verbesserte die gemessen werden konnten. Naphthylethylgruppen wurden in aufgelöste Signale festgestellt. 135 2 Komplexchemie ^C/H-HMBC-Experiment In einem von (long range) wurde eine ausgeprägte Interaktion C(l) mit H-C(3) und H-C(8) über jeweils drei Bindungen beobachtet, worauf C(l) das 13C NMR-Signal bei £101.1 zugeordnet bei £96.7 eine Korrelation mit wurde (Abbildung 63). Entsprechend wurde für C(2) H-C(4) gefunden (vgl. Tabelle 4, Seite 132). (SRu,Sa,Rc,Rc)-3b Abbildung 63: Komplex (5,Ru,5,a,Äc^c)-3b. Da die chemischen Überlappung einer aufgrund zugeordnet wurden, Koordination für Komplexpaar 2a/3a und den ebenso gross sein wie für 3a Das (£ 96.7) Signale mit den Resonanzen der Änderung C(2) resp. beteiligten Kohlenstoffatome 1 o der können die C(l) der Kohlenstoffatome der Verschiebungen der chemischen nicht Werten für die der koordinierten (vgl. nicht nicht Verschiebungen aufgrund direkt Verglichen der an Naphthylgruppe Tabelle 4, Seite in 2b Binaphthylgruppe werden. quantifiziert Naphthylringe mit der dem zf-Wechselwirkung dürfte AS für 3b mindestens 132). 1 C, H-HMQC-Spektrum (short range) zeigt die chemische Verschiebung auf markante Art und Weise. Im Unterschied mehr zwischen denjenigen zu 3a erscheint dessen der aromatischen Kohlenstoffatome der von C(2) Signal nicht (Bi-) Naphthyleinheiten (ca. £150-117) und des p-Cymolliganden (£104.5-84.1), sondern zwischen den Resonanzen des p-Cymolliganden, Ein weiteres Bindungen). weniger eindeutig Im H denjenigen z/-Wechselwirkung stellt wie Indiz Korrelation zwischen drei deren Positionen sehr gut mit der 3a übereinstimmen. bereits für 3a erwähnt die H-C(2) und dem Phosphoratom über das Rutheniumzentrum dar (über Da der or-Naphthylring als im Falle von NMR-Spektrum nur über ein ortho-Vmton verfügt, ist dies aber 3a. konnten Naphthylethylarme zugeordnet werden, 136 von nicht da deren sämtliche Signale aromatischen wie bereits bei 2b Protonen von der denen der 2 Binaphthylgruppe überlagert Naphthylgruppe das Signal sind. Mit C(3) liegen im aromatischen Bereich. Das Dublett Doppelbindung, nahezu Proton der koordinierten das entsprechende Proton in 3a (£6.41), zf-koodinierenden £ 9.24 stellt das H-C(8) der mit der grössten chemischen von die dar. H-C(4) und H- H-C(2) bei £6.37 weist, als einziges gleiche erneut eine was Verschiebung Komplexchemie chemische Verschiebung auffällige Verschiebung zu auf wie tieferen Frequenzen bedeutet. Die Protonen des p-Cymolliganden erscheinen zwischen £5.71 und £2.62 und sind somit über einen grossen Bereich verteilt. Vorallem das Dublett bei £ 2.62 entsprechende Signal ausgesprochen nur von 3a (£ 2.96) unwesentlich verschoben. Eine Ausnahme bilden die benzylische Methinproton Quartett resp. £5.53). Mit £ 104.5, £100.4, £90.5 und £84.1 (AS Bereich und könnten in Indiz für die bereits bei 3a Fragmentierungspeak Massenspektrum von (vgl. Abbildungen Berechnungen, bestätigte für um die 61 und jeweils von der 2b Singulett DublettxQuartett (AS = NMR-Spektrum 20.2 die Signale der in einem grossen ppm) erwähnte Asymmetrie bei m/z 910 zeigt das ESI- 63). Die 31P, *H und ist am Rutheniumzentrum MM-Vorhersage, Eine womit für 2a und 2b 13C NMR-Spektren gebildet (Abbildung 64). was die haben werden. weisen darauf hin, einer (R)- gegenüber Kristallstrukturanalyse Konfiguration am (SRU,Sa,Rc,Rc)-3b unmissverständlich bestimmt ist. Für 3a fehlt eine der Konfiguration, Strukturlösung nicht ausreichend für 3a C diastereomerenrein kcal-mol"1 bevorzugt Richtigkeit eindeutige Zuordnung Berechnungen als ppm) liegen Modelierung (MM) basieren, die auf molekularer 8.5 Rutheniumzentrum 20.4 = [RuCl(^6-/7-cymol)(lb)]+ (Sa,Rc,Rc)-lt> die (S)-Konfiguration Konfiguration Phenethylarms Rutheniumatom in 3a und 3b ist stereogen, dass sowohl 3a als auch 3b dass mit die als zu 3b. pseudotetraedrische nicht der Fall ist gezeigt, Vergleich Verschiebungen AS dar (2b: £6.64-6.48 aromatischen, tertiären p-Cymol-Kohlenstoffatome im Das p-Methylprotonen, des freien resp. koordinierten Beide Werte stellen beträchtliche vor. darstellen. Ein im Frequenz (£ 0.08) detektiert wurden. Bei £ 5.05 und bei £ 3.55 liegen die bei sehr tiefer resp. wie das bei einer für Resonanzen aromatischer Protonen Frequenz. Die aliphatischen p-Cymolprotonen sind tiefen liegt war da die (vgl. Qualität der Kristalle für eine definitive Kapitel 2.3.2.3). Es wurden keine MM- durchgeführt. 137 2 Komplexchemie (SRu,Sa,fîc,fîc)-3b 0 Abbildung 2.3.2.6 64: kcal-mol"1 Kristallstruktur von versucht, Kristalle indes nicht. Daraufhin zu im Verhältnis lbb"). Analog roten spektroskopischen Feststoff mit 1:1, analog mit zu gemessene Kristall (3b) (Feststoff >7 Wochen, Lösung 3 Tage) racemische Komplex von synthetisiert. (Sa,Rc,Rc)-Ib und rac-[RuCl2(T]6-p-Cym)(lbb"-KP)] zu mit T1PF6 (1.05 Ausbeute von 95%. von Äquivalente) Die XH dies gelang und (rac- umgesetzt. rac-[RuCl(776-/?-Cym)(l,2-77-lbb"-xP)]PF6 ergab einer 2b in situ Daten stimmen mit denen orange (RRmSà,Rc,Rc)-Slereoisomer. rac-lbb", hergestellt durch Mischen Langsame Diffusion einer CH2Ci2-Lösung Tagen einzelne 3b entsprechende der Anschliessendes Ausfällen mit !PrOH als von und züchten. Mit enantiomerenreinem (Sa,Rc,Rc)-3b 3b wurde rac-2bb" zu (SRu,Sa,/?c,/?c)-3b [RuCl(îf-p-Cym)(lb-KP)]PF6 wurde [RuCi2(776-/?-Cym)]2 reagierte (tfa,Sc,Sc)-lb" von der unerwarteten Stabilität wurde kcal-mor1 8.5 Energie-minimierte MM-Strukturen Aufgrund 3bb") (fîRu,Sa,fîc,fîc) 31P (rac- NMR- 3b überein. von rac-3bb" in Hexan ergab während 11 Kristalle, die mittels Röntgenstrukturanalyse untersucht wurden. Der bestand aus Paaren der diskreten Kationen (SRU,Sa,Rc,Rc)-3b und (/?Ru,/?a,5c,5c)-3b" (symmetrieäquivalent durch ein Inversionszentrum) und PF6~-Anionen mit normalen nichtkovalenten Abständen. Im Falle des Liganden (Sa,Rc,Rc)-lb (5)-Konfiguration.[493] ausser zum Cymol koordiniert ist, 138 Aus der Kristallstruktur wird Chloroliganden und in einem was resultiert für das Rutheniumzentrum in 3b eine und zum z^-Modus Phosphoratom zur schliesslich einen ersichtlich, dass das Rutheniumzentrum von Naphthylgruppe lb auch in einem eines ^6-Modus Naphthylethylrestes zum von gesättigten 18e~-Komplex ergibt (Abbildung 65). p- lb 2 65: Abbildung ORTEP-Darstellung von Komplex (5Ru,5a,/?c,/?c)-3b (thermische Komplexchemie Ellipsoïde mit 30% Wahrscheinlichkeit, willkürliche Nummenerung der Atome, Wasserstoffatome ubersichthchkeitshalber nicht gezeigt). Das überraschendste und zugleich ^-Koordination zweifelsohne die interessanteste strukturelle Kennzeichen der Naphthyleinheit 3b stellt Rutheniumatom dar. das an von Die Ru(l)-C(l)- und Ru(l)-C(2)-Bindungslängen betragen 2.379(2) resp. 2.386(2) À (Tabelle 5, Seite 141). Die C(l)-C(2)-Distanz Ruthenium 1.375 Ä), länger was als die des ^-koordinierten des Aromatizität im Vergleich ^-wechselwirkenden Naphthylring zeigt innerhalb freien an Rings. der Fehlergrenzen Die Pyramidalisierung Wechselwirkungen normale Winkelsumme hin, von bedingt durch zwischen dem in der freien zum wird davon die am Ruthenium sein könnte. Rings sind kennzeichnend für freien Naphthylring. allerdings C(l) Naphthylring weist und Der zweite kaum beeinflusst und auf Ruthenium-^-Arylbindung. koordinierten das vom C-C-Bindungslängen, vergleichbar 353.55° an Naphthyleinheit (C(13)-C(14), signifikante Rückbindung C-C-Bindungslängen einen erheblichen Verlust Ring entsprechende Bindung auch ein Indiz für eine Die alternierenden 1.407(3) À ist infolge der Koordination von dem mit denen des eine gewisse Nichtkovalente p-Cymolligand 139 2 Komplexchemie könnten misst dieser zu (zwischen C(3) und C(26)) lediglich 3.114(4) Â. Aufgrund ^-Koordination der stärker verzerrt als dies Winkel und Der kürzeste Abstand Verzerrung beitragen. ist die Koordinationsgeometrie B. beim relativ unverzerrten 2a der Fall ist. Die z. Liganden gesprochen einer oktaedrischen von werden kann. Ob des Chelateffekts ist die als in [Ru(Cp)(CO)2(P)]BF4 (P Â)[481] (2.265(4) und bedeutend = und (1.608(6) resp. 1.611(6) Die Winkelsumme Ä) mit (8)[74115] Phosphoratom Ä) vergleichbar und mit 314.69°, beträgt auf was starke der X-P(l)-Y-Winkel durch Koordination (vgl. la: 101.24°) Öffnung 104.90° ist durchschnittliche eine la der (104.96°) und wiederum X-P(l)-Y-Winkel kleiner als der ideale (102.5°) beobachtet (vgl. Kapitel 2.1.3). Ebenfalls eine signifikante wird am Stickstoffatom mit einer Winkelsumme Chloroligand (vgl. und dem Übereinstimmung 2a: Folge entstehende Chelatring mit der/7-Cymolring von 351.23° beobachtet. 357.5°) dürfte vorallem die if- dafür verantwortlich sein. 2a, [RuCl2(C6H6)(PMePh2)] (7) und [RuCl2(p-Cym)(PMePh2)] und die anderen drei Substituenten Verzerrung der Ru-C-Bindungen gestaffelt angeordnet. in 7 und 8 tritt auch in 3b auf. Die beiden C-Bindungen (Ru(l)-C(25), 2.306(2) À zu von in p-Cymol- sind P(l)-N(l)-Bindung sein. am Koordination und der in der In À) demjenigen wurde auch bei 2a Neben dem 1.6041(14) resp. Mit Tetraederwinkel. Diese Pyramidalisierung À).[482] (1.6103(15) überein. Die Chelatkomplex hinweist. Pyramidalisierung vergleichbar immer noch etwas (1.658 A). Die geometrischen Anforderungen des chelierenden Fünfrings Erklärung hierfür könnten eine mit 2.1905(6) 1.6504(17) A ist allerdings erheblich kürzer als in 2a (1.681(7) in la Ru(l)-P(l)-Bindung vergleichbaren im als länger P(l)-0(1)- und P(l)-0(2)-Bindungslängen derjenigen der -P(O-(o-(NMeH)C6H4)(O-(o-(NMeH)C6H4-xO,A0 [RuCl(Cp)((PhO)2PN(Me)N(Me)P(OPh)2)] (2.2129(6) stimmen gut mit denen in 2a Anordnung Ä), wenngleich 2.2783(5) A erwartungsgemäss kürzer als in 2a (2.319(3) Die entsprechenden Rutheniumatom variieren zwischen 81.066(19) und 91.47(7)° (Winkel mit C(l) am C(2) nicht berücksichtigt), sodass immer noch länger Rutheniumzentrum am Ib. Wie bei 2a lassen sich zwei und Gruppen Ru(l)-C(26), 2.298(2) mit (längeren und Die längsten Ru(l)- À) liegen abermals trans kürzeren) Ru(l)-C-Bindungen bilden, wobei diese in 3b generell länger sind als noch in 2a, teilweise sogar länger als in 8. Dies beweisst die Rutheniumzentrum ( Cymols 140 aufgeführte C asymmetrische Bindung NMR-Spektrum). variieren zwischen Die des Bindungslängen 1.392(3) und 1.432(3) Ä, was im p-Cymolliganden der C-C Vergleich Bindungen zu an das des p- 2a einen etwas 2 kleineren Bereich darstellt. Die kürzeste die (lange Ru(l)-C-Bindungen), Bindung (C(25)-C(26)) liegt längste (C(25)-C(30)) eis zum Krümmung des p-Cymolrings über C(25)-C(28) wurde auch dihedrale Winkel ca. 2° beträgt, was in 3b Komplexchemie erneut trans Chloroliganden. gefunden, lb zu Eine wobei der gut mit den Werten für 7 (Benzol: 5°) und 8 (p-Cymol: 2°) korreliert. Werte innerhalb der erwarteten Bereiche werden für die der Binaphtholeinheit gefunden. und ist etwas kleiner als in 2a erklärt werden könnte Tabelle 5: Ausgewählte Der Torsionswinkel (+55.0°), was Bindungslängen und Winkel C(43)-C(44)-C(54)-C(53) misst +53.7° mit dem grösseren sterischen Anspruch lb von (la: -58.7°). Abstände [Â] und Winkel [°] im Komplex (lCRu,lCa,Äc,Äc)-3b. Ru(l)-C(l) 2.379(2) C(l)-C(2) 1.407(3) Ru(l)-C(2) 2.386(2) C(2)-C(3) 1.442(3) Ru(l)-Cl(l) 2.3926(6) C(3)-C(4) 1.334(4) Ru(l)-P(l) 2.2783(5) C(4)-C(5) 1.433(4) Ru(l)-C(25) 2.306(2) C(5)-C(10) 1.417(3) Ru(l)-C(26) 2.298(2) C(10)-C(l) 1.472(3) Ru(l)-C(27) 2.221(2) C(13)-C(14) 1.375(3) Ru(l)-C(28) 2.258(2) C(14)-C(15) 1.409(4) Ru(l)-C(29) 2.216(2) C(15)-C(16) 1.355(4) Ru(l)-C(30) 2.208(2) C(16)-C(17) 1.419(4) P(l)-0(1) 1.6103(15) C(17)-C(22) 1.421(3) P(l)-0(2) 1.6041(14) C(22)-C(13) 1.432(3) P(l)-N(l) 1.6504(17) Cl(l)-Ru(l)-C(l) 93.11(5) C(2)-C(l)-C(ll) 115.50(19) Cl(l)-Ru(l)-C(2) 84.04(6) C(10)-C(l)-C(ll) 119.65(19) Cl(l)-Ru(l)-P(l) 81.066(19) Ru(l)-P(l)-0(1) 106.35(6) Cl(l)-Ru(l)-C(25) 88.88(6) Ru(l)-P(l)-0(2) 121.26(6) Cl(l)-Ru(l)-C(30) 91.47(7) Ru(l)-P(l)-N(l) 114.00(6) P(l)-Ru(l)-C(l) 72.05(5) 0(l)-P(l)-0(2) 101.84(8) P(l)-Ru(l)-C(2) 103.25(6) 0(1)-P(1)-N(1) 112.17(9) P(l)-Ru(l)-C(29) 90.82(6) 0(2)-P(l)-N(l) 100.68(8) C(l)-Ru(l)-C(27) 97.44(8) P(l)-N(l)-C(ll) 110.71(13) C(2)-Ru(l)-C(26) 85.14(8) P(l)-N(l)-C(23) 125.97(13) C(ll)-N(l)-C(23) 114.55(16) C(2)-C(l)-C(10) 118.4(2) 141 2 Komplexchemie Die von p-Methylgruppe (C(34)) A 4.097 ca. Naphthyleinheit, ca. zu den sodass eine 3.209 A zwischen dem eine des p-Cymolliganden hat Kohlenstoffringatomen CH/tt-Wechselwirkung Naphthylring des einen durchschnittlichen Abstand distalen der Rings koordinierten denkbar wäre. Die minimale Distanz von 0(1) und der freien C(23)-Naphthyleinheit macht am Stapel Wechsel Wirkung wahrscheinlich. n-n- und Mitarbeiter beobachteten in Pregosin Cym)(P-P)](SbF6)2 (P-P = diyl)bis(diphenylphosphan)) und dem BINAP, MeO-BIPHEP eine gesättigte 18e~-Konfiguration erreicht. chelatringen berichtet.[496'497] Interaktion beteiligt. Als Rutheniumatom und einer Phenylgruppe gefunden.14981 eines aber durchschnittlich Beispiel //5-verbrückenden anderen von 'baumelnde' einer Komplex eine Diphosphan- von Forschungsgruppen Arylgruppe an der rf- ^-Wechselwirkung zwischen einem wurde die schwache Koordination einer siebenkernigen Rutheniumcluster Alkins in einem 2.42(1) und 2.48(1) À sind die Ru(l)-C-Distanzen deutlich länger als die Mit sind auch beweglichen Arylgruppe entsprechenden Ru(l)-C(l)Letztere weiteres einziges MeO-BIPHEP-Diphosphan- ^-Koordinationen dazu ist in 3b eine Gegensatz Im wurden [Ru(îf-p- Typ Biaryl-Doppelbindung womit der zweifach kationische Von ähnlichen Rutheniumkomplexen in zwischen einer Der BINAP- resp. der dreizähniger 6e~-Donor, als des (6,6'-Dimethoxy(l,l'-biphenyl)-2,2'- = ^-Wechselwirkung Ruthenium(II)zentrum.[494'495] ligand agiert Rutheniumkomplexen und wiederum 2.2 unter Ru(l)-C(2)-Bindungen länger als in Analoga messen.[499] A in 3b Kürzere (2.379(2) resp. 2.386(2) Olefinrutheniumkomplexen, Abstände wurden auch in À). die den Rutheniumkomplexen [RuCl(l,6-77-(BINPO)-xP,0)(bipy)]PF6 (BINPO vgl. Abbildung 35, Seite 59) (2.255(4) und 2.346(4) ('Pr-MeO-BIPHEP Mittlerweile aromatischen Stabilisierung Trotzdem gibt Ringen von sind [Ru(75-C8H11)(l,6-7-(ïPr-MeO-BIPHEP)-xP,JP)] À)[494] gefunden. es immer mehr Hinweise, dass die Koordination in Übergangsmetallkatalysatoren elektronisch la und Ni und ungesättigten Metallkomplexen sorgfältig belegte Beispiele noch Hydrovinylierungskatalysatoren zwischen und (6,6'-Dimethoxy(l,l '-biphenyl)-2,2'-diyl)bis-(diisopropylphosphan) = (2.299(5) und 2.366(5) À)[497] wurde vorhergesagt. aufgrund Stabilisiert immer von wird die eine eine das [NiH(Styrol)(l,2-77-la-xP)].[413] Die in 3 beobachtete für den beachtlichen Einfluss des formal sekundären Aminrests Selektivität der 142 Hydrovinylierungsreaktion.[4 4] Eine frei damit wichtige Seltenheit. Berechnungen dabei von eine beweglichen verbundene Rolle Für spielt. Nickel- ^-Interaktion Hydridoalkenintermediat ^-Koordination bietet eine Erklärung (/V-Substituent) auf die entsprechende Wechselwirkung mit einer 2 wurde auch für kationische Binaphthylgruppe Substituent den H-MOP ein In if- Bindungsmodus Koordinationsmodus beobachtet. Chelatliganden 2.3.2.7 Synthese Zu zu von durch Dies wurde eine stellt Behandlung Dabei bestimmt der = MOP- 771-, mit MeO-MOP wurde ein 2- mit 02] beobachtet.1 [404'503'504] 'einzähniges' Phosphoramidit 00'°] Naphthylrückgrates: Iridium(I)phosphoramiditkomplexen Methylgruppe einen des Palladium(II)-MOP-Komplexe (MOP vorgeschlagen.1 (Diphenylphosphano)-l,l'-binaphthyl) Komplexchemie eine mit Cyclometallierung alternative der Phenylethyl- Möglichkeit passenden Reagenzien (z. dar, ein Basen) in B. überführen. [Rua(77VCym)(lb'-*P)]PF6 Katalysezwecken (sieht Kapitel 3.1) (3b') wurde der diastereomere [RuCl(77VCym)(l,2-77-lb'-xP)]PF6 ((5a,5c,5c)-3b') in 3b' wurde als hellbraunen Feststoff mit einer Ausbeute Analogie von zu Komplex (Sa,Sc,Sc)- hergestellt. Komplex 3b 83% erhalten (Schema 80). (Sa,Sc,Sb)-1b' Ru CI / TIPFe Ru / \ CH2Ct, CI RT 83% (Sa,Sc,Sc)-3b' Schema 80: Synthese von Komplex (Sa,/?c,/?c)-3b'. Die unter 3b diskutierten Charakteristika wurden auch bei 3b' Spektrum erscheint zwischen 3b' ein Singulett und Korrelationsexperimenten und 3b Im 31T P NMR- £ 151.2. Ungeachtet der diastereomeren Beziehung wurden mit Hilfe von zweidimensionalen NMR- ^h/H-COSY, ^p/H-HMQC, ^C/H-HMQC, ^C/H-HMBC)14741 Tieftemperaturmessungen (-60 die diskutierten bei gefunden. Signale gefunden. und -40 Die an °C) vergleichbare chemische Verschiebungen für der ^-Koordination beteiligten Kohlenstoffatome C(l) und C(2) konnten den Signalen bei £104.5 und £93.2 zugeordnet werden (3b: £101.1, resp. £96.7). 143 2 Komplexchemie 2.3.3 Verlust Abhangig 2 von/?-Cymol von der (vgl. Kapitel 2.3.1) in in deren bei neutralen wurden die CDCI3), was Durch auf die P Signale eine la kompensiert. zweizahnigen wie Dissoziation des (3a) wurde bis anhin nicht Feststoff diesem Kapitel Feststoff als auch ein Singulett p-Cymolliganden anhin Analogie beobachtet p-Cymolnngs zu von la in Losung (CDCI3) bei 8 152.0 zeigt. Im werden 3 wird auch die Im Falle nur eine wie eine in (nach 3 von (Sa,Rc,Rc)-2a 144 von einer H NMR- Tagen bei 40 °C Rutheniumatom von einem Komplex (S^RcRc) einzahnigen in einen 4a werden durch den Arenverlust drei sondern ^-Interaktion eines entsprechend Phenylnngs (5a,/?c,^c)-[RuCl2(76-la-xP)] (Sa,Rc,Rc)-4a 2a drei Unsattigung durch (Schema 81). Schema 81: Stabilität zu durch Chloridabstraktion bei 3. Deshalb wird eine festgestellt am 4a entstandene zf-Wechselwirkung, Ruthenium(II)zentrums Phenethyleinheiten weiter eingegangen werden. detektiert Dies bedeutet fur diesen erneut den Wechsel Elektronenbedarf des beiden (2b)und die Bildung unbekannter Komplexes (Sa,^c,^c)-[RuCi2(la-xP)] (4a) hinweist. des Koordinationsmodus. bis in (vgl. Kapitel 2.3.2) verschiedene 3 Komplexen im des freien Koordinationsstellen frei und nicht nicht soll lb von im NMR-Spektrum Bildung Koordinationsstellen frei. In ^-Komplexe sogar Zersetzungsprodukte 3 b) der Liganden 1 gehen die neutralen Komplexe Dissoziation 2a zersetzt sich sowohl Verbindung, Spektrum Die ein. /;-Cymol-Verlust Komplex neuen oder Losung (2a, 3a) oder diskutiert. Auf diese 2.3.3.1 Arylgruppe (a und die kationischen Zersetzungsreaktionen Verbindungen ^-Koordination und dem einer der ((S!i,Rc,Rc)-4a) 2 Damit la wird in quantitative Konversion Durch Reaktion Raumtemperatur wurde einer Ausbeute Sowohl von bei 4a von 2a von ca. Bei Raumtemperatur dauert die einen Monat. [RuCh(rj6-p-Cym)]2 72% erhalten Säulenchromatographie 4a zu Tether-Ligand. mit (Sa,Rc,RcHa in durch Waschen als auch bei der späteren mit Handhabung und Et20 von 4a an aber Angaben Vergleich einen von starken Bindung geringem Masse bedingten [RuCi2(C6H6)(PBu3)] schwierig sind, und Lösung jegwelche Zersetzung beobachtet, auch über einen mit einer durch den Chelateffekt B. in Pentan der Luft wurde grösseren Zeitraum (Tage bis Wochen). Diese ausgesprochen grosse Stabilität z. bei (Schema 82). Aufarbeitung weder im Feststoff noch in wird CH2C12 Tagen analysenreines (5a,/?c,^c)-4a als hellbrauner Feststoff mit in 30 der einem zu Komplexchemie nur in wird auf eine p-Cymol-, Benzol- von 4a könnte la erklärt werden. Benzol ausgetauscht.[70] spekulative Erklärung von Da der Stabilität quantitative von 4a durch Phenylliganden (einer Phenethylgruppe) und verzichtet. (Sa,Rc,Rc)-4a Schema 82: 2.3.3.2 Synthese Struktur von von Komplex (Sa,/?c,/?c)-4a. [RuCl2(776-la-*P)] ^-Wechselwirkung des Phenylrings Die der Koordinations Sphäre des zweidimensionale einer Komplex handelt. NMR-Korrelationsexperimente ^C/H-HMQC)15051 Phenethyleinheit führt Rutheniumzentrums, sodass sechsfach-koordinierten neutralen HMQC, (4a) hilfreich. Die gute Messungen bei Raumtemperatur. Das es sich bei 4a Bei der um Zuordnung zu einer einen der Sättigung einkernigen, Signale waren ^H/H-COSY, ^/H-NOESY, 31P/H- Auflösung der Signale ^C/H-HMQC-Spektrum erlaubte 2D NMR- (short range) zeigte die 145 2 Komplexchemie Resonanzen der Kohlenstoffatome der koordinierten zwischen £ 104.9 und £80.6. Die und Phenylgruppe wurden nicht Signale eindeutig, Phenethyleinheit einer sondern nur nach C0 (C(2) C(6)), Cm (C(3) und C(5)) und Cp (C(4)) zugeordnet (Abbildung 66 und vgl. Tabelle 4, Seite sehr Die 132). unterschiedlichen chemischen hin. asymmetrische Ruthenium-Phenylbindung Mehrfaches Phenylgruppe des neutralen p-Cymolgruppe 106.6) lediglich Während in Phenethylarmes 3a zu wechselwirkenden (£ in 2a 109.9 bis S die von = 24.3 Signale einer eine ein um freien 1.8) liegen. Das 13C NMR- C(l) bis C(6) in 4a sehr gut mit 84.7) übereinstimmen, wobei Clpso (4a, S Frequenz auftritt als das vergleichbare quaternäre Phenylprotonen H-C(3) bis H-C(6) Frequenzen verschoben sind und wird, weisen einen markanten Shift nach H0, Hm und (AS 2a Verschiebungen Doppelbindung befindliche 13C NMR-Spektrum entsprechenden die = auf 'Propylgruppe (2a, £109.9). höheren beobachtet Phenethylrestes dem weisen Bereich ist mit AS Der p-Cymolkomplexes 3.3 ppm bei tieferer um Kohlenstoffatom bei der Frequenzen in derjenige, dass die chemischen Spektrum zeigt, denen der als grösser Verschiebungen zu Proton sämtliche tieferen des nur ^-koodinierenden für das sich H-C(2) eine Verschiebung Phenylprotonen des zu der an tieferen ^-koordinierten Frequenzen (£6.29 bis £4.23) auf. Wie wurden die Protonenresonanzen nicht eindeutig zugeordnet, sondern im nur Hp (Abbildung 66). (Sa,Rc,Rc)-4a Abbildung 66: Komplex (Sa,Äc,Äc)-4a. Besonders Verschiebungen Komplexes wurde eine 146 2a auffällig sind die verhältnismässig der beiden o?tÄo-Protonen liegen in einem Bereich von von äussert geringen chemischen £5.53 und £4.23. Die p-Cymolprotonen des AS= 1.01 ppm und in der Kristallstruktur asymmetrische Ruthenium-Cymolbindung von 2a beobachtet. Die Tatsache, dass die 2 Signale der in 4a in einem mehr als Phenylprotonen ppm) erscheinen doppelt grossen Bereich so ist somit neben den unterschiedlichen chemischen Phenylkohlenstoffatome 13C NMR-Spektrum im Komplexchemie (AS= 2.06 Verschiebungen ein weiteres Indiz für eine der asymmetrische Ruthenium-Phenylbindung. Das 4.83 und benzylische Methinproton liegt somit bei etwas tieferer Frequenz als die Methinprotonen weist aber nahezu eine identisch chemische (£4.78) auf. Bei £4.25 wurde das erscheint als Quintett bei S Phenethylarms des freien Verschiebung Methinproton des wie das 2a, zu unterschiedlichen aber Frequenz Kopplungskonstanten 3/PH unterschiedlichen die widerspiegeln höher zu MALDI-Massenspektrum weist einen 2.3.3.3 von Kristallstruktur Angesichts der hohen (5a,/?c,^c)-4a Kristalle Ethanol ergab war. Stabilität durch Mischen nach 40 von Deswegen wurde wie Komplex synthetisiert. Durch von Reaktion 4a wurde mit einer Ausbeute stimmen mit denen von von 58% orange im (S 3.31). Die stark koord.: 35.8 PhCH(Me)N-Gruppen. der Hz) Das bei m/z 676 auf. versucht, mit enantiomerenreinem CH2Ci2-Lösung von entsprechende 3b der [RuCi2(/76-/?-Cym)]2 von 4a in und H P racemische raolaa", hergestellt mit im Verhältnis rao[RuCi2(776-laa"-xP)] erhalten. Die Frequenz als Qualität für eine Röntgenstrukturanalyse indes 1:1, in CH2C12 wurde (rac-4aa") als oranger Feststoff NMR-spektroskopischen Daten 4a überein. Langsame Diffusion einer CH2Ci2-Lösung Tagen einzelne tieferer 3a zu Diffusion einer im Falle von Proton in 3a (4a) (Sa,Rc,Rc)-l& und (/?a,5c,5c)-la" Tagen bei Raumtemperatur zu Fragmentierungspeak für [RuCl(la)]+ gewinnen. Langsame zu Vergleich Konformationen [RuCl2(^6-la-Äf)] (S5.12-4.98), ^-koordinierten Vhenethyl-Tethers Methinprotonen (frei: 7.0; der einzelne orange Kristalle, deren nicht ausreichend im 2a entsprechende DublettxQuartett detektiert. Dies entspricht einer Verschiebung Vergleich von von rac-4bb" in Hexan ergab während 7 Kristalle, die mittels Röntgenstrukturanalyse untersucht wurden. Der gemessene Kristall bestand aus Paaren der diskreten Moleküle (Sa,/?c^c)-4a und (Ra,Sc,Sc)- 4a", die durch ein Inversionszentrum symmetrieäquivalent sind. Die Kristallstruktur von Typs la aussergewöhnliche Mit den ein Bindungen 18e~-Komplex. zu 4a (Abbildung 67) zeigt ^-Koordination den beiden Die des eine für Phenylrings Chloroliganden und ^-koordinierte Phenylgruppe zum Phosphoramiditliganden von la an des das Rutheniumatom. Phosphoratom in 4a nimmt die von la resultiert Stellung des p- 147 2 Komplexchemie in 2 oder 3 ein und steht nicht mehr als zusätzlich Cymolliganden abschirmendes Element Gegensatz Im (8)[74115] sind zu zur Verfügung. 2a, 3b, [RuCl2(C6H6)(PMePh2)] (7) und [RuCl20>Cym)(PMePh2)] Phenylring der angeordnet. Verantwortlich sich die und folgenden Bindungen xP,A0(H2O)](OTf)2[143] festgestellt. von (-C(7)- la. Dadurch decken Ru(l)-C(l)/Ru(l)-P(l), Ru(l)-C(3)/Ru(l)-Cl(2) und ekliptische Eine Ru(l)-C(5)/Ru(l)-Cl(l). eklipitsch Tether-Brücke zweiatomige Phosphorsubstituenten und dem in etwa: Substituenten in 4a zusätzlichen drei die dafür ist die relativ kurze, 776-Phenyl- N(l)-) zwischen dem (neben p-Cymol) sterisch- dreizähnige Der auch wird Anordnung [Ru(^6-(PArN)- im 10e~-Phosphan-Aren-Pyrazolligand (PArN, vgl. Abbildung 26, Seite 44) forciert diese Orientierung, weshalb dieser PArN- Komplex mit bedingt nur 4a (la (CH2OH)C6H4(CH2)2PPh2-xP)][142] (CF3)2C6H3)4)2[506] Chloroliganden (PArN)-xP)],[ ist sind 43] die mit einem Anordnung offensichtlich was ist. So zeigen [RuCl2(776-Ph(SiMe2)(CH2)PPh2- kP)][136] eine gestaffelte Orientierung der Cambridge Anordnung In Analogie Bindungslängen zur längsten (Tabelle 6, der Phosphoratoms. und weisen eine zwingend für eine aus des Typs Kohlenstoffatomen, die drei (CSD) gefunden wurden, zeigten eine gestaffelte in 7 und 8 variieren die Ru(l)-C- 2.123(2) A ist die Ru(l)-C(l)-Bindung deutlich mit 2.276(2) A ebenso klar am am 150). Eine solche Anhebung des freien Endes des Arenringes wurde Einschränkung Für die restlichen durch den Diese Verzerrung entsteht vermutlich Tether Ru(l)-C-Bindungen und werden den signifikant kürzer als noch in könnte, und über einen mehr als dreimal so 2a, was trans-Einüuss, des Längen zwischen 2.239(2) erneut trans wie bereits bei in 2a und 3b erwähnt. Desweiteren sind die 4a durchschnittlich 148 mit einer Brücke 2.207(2) A gefunden. Somit liegt die längste Bindung Bindung, Komplexe Tether-Komplexe gegenüberliegende Ru(l)-C(4)-Bindung sterischen [RuCl2(^6- aber nicht Sämtliche [RuCl2(776-Ph(CH2)3PPh2-xP)] beobachtet.11381 aufgrund Alle diese notwendig Verzerrung der Ru(l)-C-Bindungen Seite für gilt auch Dies die Ru-P-Bindung, Ru-P-Bindung.[136141145508511] in 4a erheblich. Mit kürzesten und die ihr auch in zur zur [RuCl(776-Ph(CH2)3P'Bu2- *f)(MeCN)]PF6[507] Liganden. Structural Database der Tether-Brücke [RuCl2(776-3- In [RuCl2(776-2-(CH2OH)C6H4(CH2)2PPh2-xP)][142], und [Ru(X)(Y)(776-Ph-CR2-CR2-CR2-PR2-xP)] in der ekliptisch zweizähnigen PArN-Liganden. zweiatomige Tether-Brücke, ekliptische jeweils gestaffelt ausgerichtet. etwas ist. [RuCl(776-Ph(CH2)2PPh2-xP)]2(B(3,5- und Tether-Brücke jedoch vergleichbar 8e~-Donor) = zur Ru(l)-P(l)- Ru(l)-C-Bindungen in mit dem Chelateffekt erklärt werden grossen Distanzbereich verteilt. Ein Vergleich mit 2 dem strukturell ähnlichem entsprechender Phenylrings an Bindungslängen. 7 zeigt hingegen Annahme Die einer eine sehr gute Übereinstimmung asymmetrischen des Bindung das Rutheniumzentrum wird durch diese Resultate bestärkt. 67: Abbildung Benzolkomplex Komplexchemie ORTEP-Darstellung von Komplex (Sa,/?c,/?c)-4a (thermische Ellipsoïde mit 30% Wahrscheinlichkeit, willkürliche Nummenerung der Atome, Wasserstoffatome ubersichthchkeitshalber nicht gezeigt). Auch die C-C-Bindungslängen im ^-koordinierten Phenylring Bindung (C(4)-C(5): 1.388(4) A) liegt sowohl la trans zur längsten, variieren. Die kürzeste als auch ungefähr trans zu (kurze Ru(l)-C-Bindungen). Entsprechend ist die lange C(l)-C(2)-Bindung (1.434(3) trans zu der und den beiden Bindungslängen C(4)) des Chloroliganden (lange Ru(l)-C-Bindungen) angeordnet. resultiert 6-Rings. Phenylkohlenstoffatome aus einer leichten Aufgrund dieser Verdrehung (Twist, vollends in einer Ebene. Das Die Variation vorallem zwischen Verzerrung befinden sich À) auch nicht C(l) alle C(7)-7e?Äer-Kohlenstoffatom liegt 149 2 Komplexchemie deutlich ausserhalb Phenylebene einen Winkel und daher gespannten wurde ein Winkel vergleichbar von Ausgewählte oder in la Abstände bildet sein. Für [Â] mit der Die [RuCl2( 776-Ph(SiMe)2(CH2)PPh2-xP| C(l)-C(7)-Bindungslänge von 1.534(3) À ist Phenethylarm (1.531(3) Ä), dagegen länger freien À) schliesst 9°. Dies dürfte durch den mit fünf Gliedern relativ kleinen gefunden.[136] 11° der im mit von ca. C(l)-C(7)-Vektor Der Tether-Cyclus bedingt (1.499(13) und 1.521(14) Tabelle 6: Phenylebene. der (1.519 und 1.529 und Winkel als 2a in À).[413] [°] im Komplex (Sa,Äc,Äc)-4a. Ru(l)-C(l) 2.123(2) Ru(l)-Cl(l) 2.3894(6) Ru(l)-C(2) 2.207(2) Ru(l)-Cl(2) 2.4010(6) Ru(l)-C(3) 2.218(2) P(l)-0(1) 1.6159(15) Ru(l)-C(4) 2.276(2) P(l)-0(2) 1.6285(15) Ru(l)-C(5) 2.239(2) P(l)-N(l) 1.6572(18) Ru(l)-C(6) 2.173(2) N(l)-C(7) 1.483(3) Ru(l)-P(l) 2.2622(6) C(l)-C(7) 1.534(3) Cl(l)-Ru(l)-Cl(2) 89.68(2) Ru(l)-P(l)-0(1) 122.87(6) Cl(l)-Ru(l)-P(l) 89.61(2) Ru(l)-P(l)-0(2) 115.01(6) Cl(l)-Ru(l)-C(5) 85.66(7) Ru(l)-P(l)-N(l) 106.82(7) Cl(2)-Ru(l)-P(l) 93.11(2) 0(l)-P(l)-0(2) 101.25(8) Cl(2)-Ru(l)-C(3) 89.99(7) 0(1)-P(1)-N(1) 100.34(8) Ru(l)-C(l)-C(7) 121.19(14) 0(2)-P(l)-N(l) 109.22(9) C(2)-C(l)-C(7) 122.1(2) P(l)-N(l)-C(7) 115.75(14) C(6)-C(l)-C(7) 118.4(2) P(l)-N(l)-C(9) 126.07(14) N(1)_C(7)-C(1) 109.44(17) C(7)-N(l)-C(9) 117.07(17) Obgleich der z/5-Koordination Rutheniumzentrum (bis auf eine nur in Diese Ausnahme lediglich 79.23(6)° am stellt der im zum zum ist die Koordinationsgeometrie am idealen Oktaederwinkel sind sogar kleiner als Rutheniumatom als oktaedrisch bezeichnet werden kann. Tether-Cyclus inkorporierte P(l)-Ru(l)-C(l)-Winkel dar. Zum einen stört diese Oktaedergeoemtrie, la Ausnahme), mit Winkeln zwischen 85.66(7) und 93.11(2)°, unwesentlich verzerrt. Die Differenzen 2a, weshalb die Anordnung die durch anderen signifikante Abweichung kompensiert sie im vom mit Oktaederwinkel Tether-5-Ring (Durchschnittswinkel: 108°) vollständig den grossen Ru(l)-C(l)-C(7)-Winkel (121.19(14)°). Die restlichen Winkel im Cyclus liegen zwischen 115.75(14) Indiz dafür, dass der 150 und 106.82(7)°. Die Winkelsumme Fünfring (Winkelsumme = von 532.43° ist ein 540°) nicht planar ist. P(l) liegt geringfügig 2 (Torsionswinkel und 5.7°) = vor, N(l) klar (Torsionswinkel = C(7) aufgespannten Ebene. Die Ru(l)-P(l)-Bindung kurzer als in 3b À) (2.2783(5) vergleichbar und mit 10.1 P(O-(o-(NMeH)C6H4)(O-(o-(NMeH)C6H4-xO,A0 (2.265(4) Die als 2a in (1.608(6) resp. 1.611(6) À). identisch mit der betragt 103.60°, was Die in la (1.658 Winkelsumme indessen Â).[413] 307.4°). Am Stickstoffatom wird = kleine nur eine fur = - À).[481] von À) sind eine starke ist X-P(l)-Y- vergleichbar mit 2a Pyramidalisierung (2a mit einer Winkelsumme Pyramidalisierung beobachtet, vergleichbar langer 1.6572(18) À Der durchschnittliche kleiner als der ideale Tetraederwinkel und spricht etwas [Ru(Cp)(CO)2(P)]BF4 (P in P(l)-N(l)-Bindungslange ist. Die Winkelsumme von 310.81° (102.5°) 2.2622(6) A nochmals P(l)-0(1)- und P(l)-0(2)-Bindungen (1.6159(15) resp. 1.6285(15) hingegen praktisch Winkel °) hinter der durch Ru(l), C(l) ist mit derjenigen Komplexchemie mit la von 358.89° (Winkelsumme = 359.67°).[413] Die Bindungslangen und Winkel der Binaphthyleinheit der erwarteten Bereiche. Der Torsionswinkel einer kleinen 2.3.3.4 Abweichung /7-Cymol-Verlust bei In ahnlicher Weise wie o 3a von nicht stabil. Raumtemperatur Zunahme einer Das eine 1 P la (-58.7°)[4 kationischen der neutrale wenig innerhalb C(25)-C(26)-C(36)-C(35) betragt +60.2°, 3] was entspricht. Komplexen Komplex NMR-Spektrum 2a ist auch der kationische einer kontinuierliche Abnahme des Resonanz bei S 150.6 in variieren nur CD2Ci2-Losung Signals von 3a bei S 154.6 und (vgl. Kapitel 2.3.2.1). Nach 16 Tagen ^-Komplex war zeigt eine bei stetige die Reaktion quantitativ (Schema 83). (Sa,Rc,Rc)-3a Schema 83: Stabilität von Komplex (S^Rcßc) 3a 151 2 Komplexchemie Durch Erwärmung der CD2Ci2-Lösung sodass sie bereits nach 17 h beschleunigt werden, Inertbeingungen Umständen 74 neuen bei Tage dauerte. Die von zweidimensionaler einen angewendet wurde, wies darauf Spezies [Ru2Ci2(la)2](PF6)2 handelt. Koordination einer Phenylgruppe, p-Cymolliganden hin. In 2a ein Die einer Chloroligand. Phenylgruppe 2.3.2.3). eines Das resultierende am hin, dass es analog ungesättigte Fragment welche bereits bei 3a, 3b, Umwandlung von 2a von um zu die 4a mit einer 5a verwendet wurde, fehlt im wird in 3a durch eine zu Vergleich rf- zu ^-Wechselwirkung gesättigt (vgl. Kapitel p-Cymols entstehenden 2a/4a mit einer dimerisiert zweikernige 5a auf den Verlust des mit dem Rutheniumzentrum zu einzigen Fragmentierungspeak sich bei 5a C NMR-Daten von Koordinationssphäre Ruthenium einem zu (5a) In 5a werden die durch die Dissoziation des Koordinationsstellen unter diesen NMR-Korrelationsexperimente ( H, H-COSY, deuten H und Phenylethylarms er würde. Wie bei der 3a, das als Vorläufer Umwandlung im Feststoff unter wenngleich ^/H-NOESY, ^p/H-HMQC, ^C/H-HMQC, ^C/H-HMBC)14741 3b' und 4a Sogar Umwandlung ESI-Massenspektrum zeigt Dessen \^M2Ch{rf-la-j^)2W^èi Kombination war. Prozess statt, In allen Fällen wurde eine [Ru2Ci2(la)2]+ gerecht bei m/z 1352, welchem Struktur vollständig Raumtemperatur fand derselbe Komplex beobachtet. 2.3.3.5 3a auf 40 °C konnte die von ^-Interaktion von drei freien la gesättigt. (5a,/?c,^c)-[Ru2Cl2(/76-la-xP)2](PF6)2 ((Sa,Rc,Rc)-5a) (Schema 84). Die Unsättigung durch die Chloridabstraktion (3a) wird also durch eine zweikernige Struktur kompensiert (5a). ~l (Sa,Rc,Rc)-3a Schema 84: 152 Synthese von (Sa,Rc,Rc)-5a Komplex (Sa,/?c,/?c)-5a. (PF6)2 2 Die Reaktion von 3a in CH2CI2 während 17 h bei 40 °C und wiederholtes Ausfällen mit !PrOH ergab lediglich spektroskopisch, nicht aber analysenreines schliesslich durch Erhitzen 77 h als 3a in festem Zustand bei 150 °C Methylprotonen Cipso der ^C/H-HMQC-Spektrum und den der entsprechenden z/5-Koordination wird Frequenz verschoben (2a/4a: AS= 33.9). tieferer zu (Schema 84). (4a: £106.6). Durch die beobachtet Phenethylarme wurde ipso-Kohlenstoffatomen (C(l)) (£ 138.8) Phenylgruppen freien Letzteres wurden zwei markante Wechsel¬ (long range) den 5a. Hochvakuum innerhalb am 99% gewonnen von Bindungen) zwischen resp. AS= 32.8 ppm um Im über drei (£ 106.0) koordinierten einer Ausbeute ^C/ü-HMBC-Experiment wirkungen (jeweils das von helloranger Feststoff mit In einem Komplexchemie (short range) treten zwischen £105.5 und £81.6 (AS = 23.9) die Signale für die restlichen Kohlenstoffatome des koordinierten Phenylrings auf (Abbildung 68). denjenigen Diese chemischen 4a überein von Verschiebungen (£ 104.9-80.6, AS asymmetrische Ruthenium-Phenylbindung. gängigen aromatischen Bereich Starke Korrelations signale Methinprotonen (über schwächere Signale drei für was und die NOESY-Experiment gestattete rotierenden nur sind im Phenylrings liegen Phosphoratoms des 31P,1H-HMQC-Spektrum ein weiterer Hinweis für die "C^H-HMQC-Korrelation dann eine mit ersichtlich. Weitere 3C: frei: ^-Koordination darstellt. erlaubten die Zuordnung S 57.7; koordiniert: S 49.6). Ein Verknüpfung mit den entsprechenden freien und Phenylgruppe die aromatischen ortho- und meto-Protonen der frei bei £7.38 resp. £7.34, was Phenethylrestes weisen eine deutliche 5.89 bis S 3.12) auf. Der Bereich 2.06 In 5a sind die Protonen des koordinierten AS = 1 ppm zu tieferen Verschiebungen Asymmetrie der H, H- den Verschiebungen in 4a entsprechen dürfte, obgleich diese nicht zugeordnet werden konnten. Die Phenylprotonen des ppm). den Phenylringen. XH NMR-Spektrum zeigt koordinierten im dieser frei rotiert. Wechselwirkungen verschiedenen H- und C-Methinatome ( Das 24.3). Dies indiziert wiederum eine = dass stimmen sehr gut mit können Interaktionen des P-Atoms mit den Protonen des koordinierten ^P/H-HMQC- koordinierten Streuung Die C-Atome des freien bestätigen, Bindungen) Phenylrings zugeordnet werden, Die und und deren der Phenethylarms von Verschiebung zu tieferen rf- Frequenzen (£ AS= 2.17 ppm ist vergleichbar mit dem in 4a (AS Frequenzen verschoben als Phenylrings in 4a. In aber durchschnittlich Analogie zu = um ca. den chemischen der Kohlenstoffatome indizieren diese Werte ebenfalls eine beträchtliche Ruthenium-Phenylbindung. Das benzylische Methinproton des freien erscheint als Quintett bei £ 4.70, das des koordinierten als DublettxQuartett 153 2 Komplexchemie bei 8 4.\4 von 4a gross. (vgl. Abbildung 68). (£4.83 Die £4.25) resp. bei der Überlegungen haben Diese chemischen überein. Auch die Diskussion der auch im Falle von stimmen gut mit denen Kopplungskonstanten sind benzylischen Methinprotonen 5a H-C(5) Verschiebungen in praktisch gleich 4a angestellte Gültigkeit. H-C(6) H-C(3) ï H-C(2) i H-C(4) I i A/L i-gj^m-j S(13C) ms^i" 50 60 70 80 90 y^sms^- -'Otgti 100 Ä» 1 110 S(1H) Abbildung («c= 6.0 68: 5.5 5.0 4.5 C, H-HMQC-Spektrum (short range) von 4.0 3.5 Komplex (5,a,Äc^c)-5a. Nummerierung der Atome siehe Schema 84. Lokalisierung Zur durchgeführt. Protonen des liegt Dies ein Binaphtholrückgrats in zeigt eine Annährung unter 5a des eine zum an zu 19t7 1t F, H-HOESY-Messung einzelnen aromatischen //^koordinierten Phenylring. Methinprotons PF6~-Anions Vermeidung wurde starke Kontakte und schwächere für eine Korrelation mit dem Binaphtholrückgrat nahe, 154 PFö-Anions Das Korrelations Spektrum Signal legt des das der verbrückenden des freien Zudem Phenethylarms Rutheniumzentrum Chloroliganden. via vor. das 2 Komplex und erhöhten Analogie zu 5a ist sowohl in Lösung (CD2CI2) als auch resp. 180 Temperaturen (40, 3b und 4a versucht, Kristalle im Feststoff bei Komplexchemie Raumtemperatur °C) für Tage bis Wochen stabil. Deshalb wurde in zu züchten. Dies glückte mit enantiomerenreinem (Sa,Rc,Rc)-5a aber nicht. Aus diesem Grund wurde der racemische Komplex hergestellt. Erhitzen rac-3aa" auf 180 °C von Hochvakuum am rao[Ru2Ci2(/76-laa"- in 39 h ergab *f)2](PF6)2 (rac-5aa") als oranger Feststoff mit einer Ausbeute von NMR-spektroskopischen überein. Diffusion einer stimmen Daten CH2Ci2-Lösung mit denen 5a von 99%. Die rac-5aa" in Hexan oder Et20 wurden von XH 31P und Durch langsame jedoch neuerlich keine Kristalle erhalten. Komplex stabil von 3b ist im Gegensatz (vgl. Kapitel 2.3.2.4). Nach 3b im 3 P NMR-Spektrum zu 12 ein 3a im Feststoff (>7 Wochen) und in Lösung (3 Tage) Tagen bei Raumtemperatur zeigte eine CD2Ci2-Lösung neues Singulett bei <5" 153.1 mit einer Intensität von 7%. Dieses nichtidentifiziert Produkt wurde nicht weiter untersucht. Die Tatsache, dass der in p-Cymolligand 3b weniger anfällig gegenüber z/5-Koordination Dissoziation ist als in 3a könnte ein Anzeichen dafür sein, dass die Naphthyls (lb) weniger günstig ist als die der Phenylgruppe (la). sein dafür, weshalb im neutralen 2b eher lb als das Bei der Strukturbestimmung Diffusionsmessungen[205'486_492] nächsten 2.3.4 hilfreich. Die (und Dies könnte eine dissoziiert auch Erkenntnisse 3) dieser des Erklärung (vgl. Kapitel 2.3.1.3). PGSE-NMR- waren Messungen im sind Kapitel zusammengefasst. PGSE-NMR-Diffusionsmessungen Mittels Pulsed Field Gradient die 5a von p-Cymol einer hydrodynamischen Liganden und Spin-Echo (PGSE)-NMR-Diffusionsmessungen Radien rH und die Diffusionskoeffizienten D diverser Komplexe bestimmt und somit Angaben zum wurden synthetisierter molekularen Volumen erhalten.1205'486"4921 Eine kurze "Experimentellen Für die Einführung Teil" zur Theorie der befindet sich im (siehe Kapitel 5.6). vorliegende Arbeit wurde diese Methode nicht Hilfe genommen, sondern bei der angewendet. NMR-Diffusionsmessungen Strukturbestimmung des von Liganden oder eine an Komplexes Für die Natur des aktivierten 3a wurden neben einer auch die Koordination eines sechsten Anfang systematisch zu 3a das erste Mal ungesättigten 16e~-Spezies Dimerisierung zum Erlangen einer 155 2 Komplexchemie 18e -Konfiguration Betracht gezogen in verstandlicherweise grosser als der und D-Werten der untersuchten dieser entsprechende solches Dimer Ein Komplex, monomere Verbindung widerspiegeln hatte zuverlässige Aussagen machen der interessierenden B. Vorlaufern können, bedarf zu Spezies (anfanglich 3a), sollen. Zur es sondern auch der nicht (D) entsprechenden Komplexe 2, 3, und den rH- Beantwortung (rH) der Liganden D [RuCl2(7/VCym)(la-KP)]PF6 [Ru2Cl2(776-la-x?)]2(PF6)2 (5a) 53 8 66 62 Kation 8 12 66 Anion 9 83 54 Kation 6 55 82 Anion 8 45 63 9 44 57 8 21 65 8 18 66 11 80 45 lb [RuCl2(77VCym)(lb-x?)]PF6 (2b) [RuCl(7VCym)(l,2-77-lb-x?)]PF6(3b) Kation Anion Mit CD2C12, entsprechend in A, mit hydrodynamische ein = Satz m2 ] s von können Daten von Radius 0.4 von D = Radius -10.06x10 10 m2-s lb etwas grosser als grosseren von Vergleiche dann rH 1 = Naphthylgruppe im 5.3 A und erhalten. derjenige und angestellt von Mit entsprechend rH = 5.7  einen der ist la. Der Unterschied ist aber Vergleich zur Phenylgruppe eher Â). entsprechenden Komplexverbindungen hydrodynamische resp. 0.8 10 hydrodynamischer signifikant bescheiden (ArH Fur die -10 lb, 2b und 3b NMR-Diffusionsmessungen durchgeführt. Diffusionskoeffizienten der in Schlüsse gezogen werden. Deshalb wurde zuerst mit la, 2a und 3a, spater Fur la wurde obgleich D solchen einem entsprechende rH rH 10 06 (2a) [RuCl(rf-p-Cym)( 1,2-rj-la-x?)]PF6 (3a) in 1 und der " und 5a la Messung Verbindungen, 7).[474] Verbindung 156 in Volumenangabe ahnlichen von Radien hydrodynamische der nur (in diesem Fall 2) oder freien Liganden (1) (Tabelle Tabelle 7: Diffusionskoeffizienten " sich was ware Dimer-Frage wurden PGSE-Messungen durchgeführt. Um wie z. (vgl. Kapitel 2.3.2.1). Radien erhalten. Die Zunahme ist A) und entsprechend ist 2b (rH = 6.5 A) in 2 wurden erwartungsgemass grossere beiden Fallen fast identisch (ArH = 0.9 A) als 2a (rH = 6.2 etwas grosser (ArH = 0.3 2 Ä). 2. Die kationischen Für 3a (rH Komplexe beobachtet, wohingegen 3b (rH gleich somit genau ergibt sich nur rH für den Quotienten rH um = 0.1 Volumen eines Monomers aufweist, doppelte entsprechend rH >1.24. Für 3a wird aber von (3b)/rH (2b) 1.02 = hydrodynamische rH 2.6 A = Diese gefunden. Vergleich der hydrodynamischen Radien von Kation (PF6~) lässt sich das Ausmass der Ionenpaarung in Lösung abschätzen. beträgt A) als 2b und einkernige Komplexe handelt. hundertprozentigen Ionenpaarbildung Der geringfügig grösser (ArH (Dimer)/rH (Monomer) ein Wert 1.06 und für 3b = Basierend auf einem Anion nur A) Quotienten sprechen entschieden gegen eine dimere Struktur und bestätigen, sich bei 3 es A) 0.4 = gross wie 3a ist. (3a)/rH (2a) tiefen Werte des dass 6.6 = ein Dimer vor, das in etwa das Liegt Dichlorokomplexe A) wurde abermals eine merkliche Vergrösserung (ArH 6.6 = 3 sind wiederum grösser als die neutralen Komplexchemie bedeutend grössere Radius (in wäre der rH-Wert MeOH).[489] Für die hydrodynamische in den PF6~-Gegenion Radien gemessen: rH ist kennzeichnend für das Auftreten einer beträchtlichen identisch.[492] Hexafluorophosphat frei diffundierendem, solvatisiertem von = 5.4 und Im Falle einer Kation und Anion von (3+) Komplexen 3 wurden (3a), resp. 4.5 A (3b). Dies Ionenpaarung (-70%, -50%, resp. CD2CI2, 2 mM) zwischen dem Komplexkation 3+ und dem PFö-Anion. Die Kristallstruktur 3b bestätigte Auch für 4a wurde unwiderleglich. welche eine von ^-Koordination zeigt. Bei der Rolle. Einklang mit einer dimeren Struktur von wichtige hydrodynamischen (3a) 1.24, Dikation 5a was und Radius rH 2 Aus dem Rutheniumvorläufer chiralen Dimer-Frage nicht mehr = die Diffusionsmethode 1352 im 8.2 A. Daraus resultiert ein (3a, Quotient (rH = 6.3 Ä) kann wiederum für 5a einen von rH eine eine ist in ESI-Massenspektrum (5a)/rH dem beträchtliche mM) beobachtet werden [RuCi2( rf-p-Cym)]2 und den sterisch anspruchsvollen, la und lb wurden die [RuCi2(776-/?-Cym)(l-xP)] (2a, Chloridabstraktion mit T1PF6 oder Et30PF6 lieferte die kationischen Cym)(l,2-77-l-xP)]PF6 stellte wurde verzichtet. bei m/z "einzähnigen" Phosphoramiditliganden Rutheniumhalbsandwichkomplexe Röntgenstrukturanalyse durchgeführt, eine zweikernige Verbindung spricht. Auch zwischen PFö-Anion Ionenpaarbildung (-66%, CD2CI2, ^-Interaktion ([Ru2Cl2(la)2]+). PGSE-Messungen zeigten deutlich für eine dem Natur mit einer hingegen spielte 5a Fragmentierungspeak grossen = rH und D von Strukturbestimmung Ein erfolgreich monomere Da sich dadurch die nachträgliche Bestimmung auf eine dessen 3b). Mit Hilfe von 2b) pseudotetraedrischen synthetisiert. Komplexe Eine [RuC\(rf-p- zweidimensionalen NMR- 157 2 Komplexchemie Korrelationsexperimenten zwischen dem ergründet. und einer Kristallstrukturanalyse Phosphoramidit Koordinationssphäre in diesen wirkt somit als Verbindungen handelt. eine Dissoziation des Trotz der Der 5a als neutrale Dimer Phosphoramiditliganden generell als "einzähnige Komplexe mit chirale und 3b um monomere stabil und [RuCi2(776-la-xP)] (4a) und nur agiert Phenylrings des monomere synthetisierten Komplexe analysierten Eigenschaften ist. PGSE-NMR- bedingt 4a weist eine Liganden" bezeichnet wodurch die 2-5 la an Struktur dass zeigen, fungieren können, weshalb als das auf, die sie nicht werden können. und die spektroskopischen Daten der zusammen. Der Einsatz dieser Komplexe in der Alder-Reaktion ist Inhalt des nächsten 158 Die Komplexe ^6-Koodination Dichlorokomplex vorliegt. 3a Phosphoramiditkomplexen diesen einer die bei gesättigt sind 3a und 3b 1 als 2e~-, 4e~- oder 8e~-Donor Tabelle 8 fasst die diskutierten In wiederum sich es 18e~-Konfiguration (5a). Tether-Ligand Rutheniumatom. dass p-Cymolliganden ergab [Ru2Cl2(/76-la-xP)2](PF6)2 zweizähniger Chelatligand, Halbsandwichkomplexen Diffusionsmessungen zeigten ebenfalls, wohingegen zf-Wechselwirkung Ruthenium(II)zentrum und einer Arylgruppe des Phosphoramiditliganden 1 Das zweizähniger wurde eine asymmetrischen Cyclopropanierung Kapitels. und der Diels- 2 Tabelle 8: Analytische Eigenschaften und spektroskopische Daten der Komplexchemie Komplexe 2a, 2b, 2b', 3a, 3b, 3b', 4a und 5a" ~1 S(31F (PFe)2 Ausbeute Farbe (Sa,Rc,Rc) 93 orange 142 3 (s) +65 62 8 66 2b (Sà,Rc,Rc) 49 orange 146 6 (s) +155 65 8 21 2b' (Sn,Sc,Sc) 82 orange 162 6 (s) +364 3a (Sa,Rc,Rc) 90 orange 154 6 (s) +99 66 8 12 3b (Sru,Sh,Rc,Rc) 90 orange 168 0 (s) +381 66 8 18 3b' (Sa,Sc,Sc) 83 hellbraun 151 2 (s) +538 4a (Sa,Rc,Rc) 72 hellbraun 152 0 (s) +267 5a (Sa,Rc,Rc) 99 hellorange 150 6 (s) +189 Komplex Konfiguration 2a NMR) [o\d - - - - - - 6 55 82 a 0 125 (in CHC13), ausser 4a c Konfiguration nach CIP, Ausbeute in %, <?in ppm, [a]0 mit c 0 m2 s! * Die (S) Konfiguration am Rutheniumzentrum ist CH2C12), rH in A, D in -10 Kristallstruktur bestätigt = D rH = 0 400 durch (in eine 159 Kapitel 3 Katalyse Katalyse 3 3.1 Cyclopropanierung In diesem die mit den beschriebenen Die strukturelle immer Olefinen stellt von dar. Diese werden in eine direkte Methode biologisch vielen wurden. zur aktiven Herstellung Naturprodukten von als (Unter-) Einheiten gefunden und gewinnen auch als synthetische Intermediate mehr an Reaktionsschritt eine Komplexen (vgl. Kapitel 2.3) erhalten Cyclopropanierung Cyclopropandenvaten Cyclopropamerungsreaktionen diskutiert, werden die Resultate der Kapitel zwei neue Kontrolle der Regio-, Cycloalkans entstehen Beim Aufbau des kleinsten Bedeutung. Stereozentren. Somit schliesst Diastereo- und Enantioselektion Überwachung eine in einem der Selektivität ein. Hossain und Mitarbeiter entwickelten diastereo- und enantioselektive stochwmetnsche Carbentransferreaktionen Cyclopropanierung hierfür sind Eisenhalbsandwichkomplexen.[305 mit Olefinen von hingegen [Fe(Cp)(THF)(CO)2]BF4 war auf achirale 307 308] katalytische Die Systeme beschrankt. Beispiele (39),[314] [RuCl(Cp)(PPh3)2] (60),[364] [RuCl(Cp*)(CO)2] (61),[368] [RuCl2(Cp*)(73-allyl)] (62)[368] und [RuCl2(Ph(CH2)3P(Cy)2)(77VCym)] (63),[139] (Schema 85). 39 o 60 61 o 62 o o 63 C02Et ä N2CHC02Et C02Et trans eis OC Fe. / THF /RU-C| Ph3P OC Schema 85: Achirale Eisen Die und amiditkomplexe 62 Rutheniumhalbsandwichkomplexe fur die «s-Selektivitaten waren Anreiz fur die von Liganden Unser die ursprungliches absolute Ziel PU (Cy)2 63 Cyclopropanierung Hossains[314] Eisen- (39) und Barattas[364] Ausarbeitung duraler Rutheniumphosphor- fur die «s-diastereo- und enantioselektive Styroldenvaten. duralen 61 vielversprechenden Rutheniumsystem (60) von CI 60 (CH2)3 >' / Cl Ph3P 39 Ru. r, war es Konfiguration an zu katalytische Cyclopropanierung prüfen, einem ob mit einem stereogenen einzahmgen Metallzentrum 163 3 Katalyse kontrolliert werden kann. Zu diesem Zweck wurden die synthetisierten wichkomplexe von 3.1.1 Erste 3.1.1.1 in der asymmetrischen Cyclopropanierung von Styrol Styrol (oder auch Phenylethen), häufig besonders diesen Styrolderivaten getestet. Cyclopropanierungsversuche Cyclopropanierung Literatur Rutheniumhalbsand¬ das einfachste als Standardsubstrat für anspruchsvoller beiden wurden Ethyldiazoacetat (EDA) in wird in der verwendet. Als sterisch nicht Cyclopropanierungen Diazoester wird meistens Katalysesubstraten 1-arylsubstituiert Olefin, dieser Arbeit benutzt. Mit auch die ersten Cyclopropanierungsversuche durchgeführt. 2a wurde Komplex Inertbedingungen ausgefallenen Dekan von 6 bei mit T1PF6 eine resultierende Lösung noch während 14 h bei Reaktionslösung V^J> mittels TIPF6 0. CH2CI2 während 17 h (Schema Äquivalente) Ethyldiazoacetat-Lösung (CH2CI2, über Alox wurde die in Katalysatorlösung (5 mol%) (interner Standard) und Styrol (20 h aktiviert Raumtemperatur T1C1 wurde die Äquivalente) (1.1 86). des Abtrennung filtriert und anschliessend mit versetzt. 20 Zur unter n- Schliesslich wurde innerhalb Äquivalente) zugegeben und die Raumtemperatur gerührt. Nach einer Filtration Gaschromatographie analysiert. Et3OPF6 CH2CI2, RT (Sa,Rc,Rc)-3a Schema 86: Zur Herstellung von Verhinderung als auch die Katalysator (Sa,/?c,.Rc)-3a einer Reaktionslösung Dieser erste Ansatz stereoselektiv 164 aus Komplex (Sa,/?c,/?c)-2a. Zersetzung des Ethyldiazoacetats wurde sowohl die Diazoestervor Licht ergab aber geschützt. lediglich eine Ausbeute von 15% und war kaum (Schema 87). Die geringe Aktivität ist vergleichbar mit derjenigen von Katalyse 3 [Fe(Cp)(THF)(CO)2]BF4 Die niedrige (63)[139] (39)[314] (10%), welches aber eine hohe ds-Selektivität (97:3) ergab. entspricht ?ra«s-Selektivität der [RuCi2(Ph(CH2)3P(Cy)2)(776-/?-Cym)] von (43:57), das aber aktiver (71% Ausbeute) ist als 3a. (S + R C' —a' N2CHC02Et )-3a R C CH2CI2, "C02Et (f "f RT + trans eis Schema 87: Die obigen Cyclopropamerung Aktivierung Resultaten von "C02B [f ^|-" TIPF6 15% 42%(3%ee) 58% (4% ee) Et3OPF6 26% 41%(8%ee) 59% (3% ee) von Styrol 2a mit vergleichbare mit Katalysator (Sa,/?c,/?c)-3a. Triehtyloxonium-hexafluorophosphat (EtaOPFö) Werte. Die Aktivität und die Selektivität waren lieferte mit indes etwas grösser als mit T1PF6 (Schema 87 und Nr. 1, Tabelle 9, Seite 168). Eine Kontrollreaktion ohne Katalysator zeigte Aktivierungsreagenz (Halogenfânger) Ausbeute geringe von 3% wurde der bescheidenen Ausbeute und der von Kontrollexperiment eine was geringen sichergestellt, war dass keine für gute Selektivitäten unerlässlich ist. Selektivität des ersten Experimentes Obgleich liessen sich reproduzieren. ist durch die 1,1-Disubstitution sterisch mehr 3a mit «s-Selektivität Aktivierung von cyclopropaniert (Schema 88). Methylgruppe diesen Wechsel der Selektivität verantwortlich. Die 31% gehindert Diese ist als Styrol unabhängig und von der ör-Methylstyrols für 2a mit TIPFö oder EtaOPFö. Offensichtlich ist die zusätzliche von Mit 2a aber ohne Cyclopropanierung von or-Methylstyrol or-Methylstyrol wird zweiten (48:52, 0% ee). Somit signifikante Hintergrundreaktion abläuft, 3.1.1.2 einem Produktbildung. erhalten, wobei innerhalb der Fehlergrenzen keine Stereo¬ selektivität beobachtet werden konnte diese Resultate dennoch in keine erhalten, was eine leichte in «-Position des Cyclopropane wurden mit einer Ausbeute Steigerung gegenüber Styrol (26%) konnte kein Enantiomerenüberschuss beobachtet werden bedeutet. Allerdings (Nr. 4). 165 3 Katalyse Me (Sa,Rc,Rc)-3a N2CHC02Et 'C02Et *- RT CH2CI2, 31% Cyclopropamerung Diese a von Methylstyrol «s-Selektivitat und wennauch noch nicht die vergleichbar mit 60% Katalysator mit Komplex 2b, Mit Anbeginn aber nicht eine Ligand gesteigerte Ausbeute mit den reproduzierbar, Reproduzierbarkeit war Resultaten, die von 2b sein in CH2CI2 Dissoziation des Aq. vs. vielversprechend, zwar racemischen Ruthemum- mit dem erreicht wurden (95% Ausbeute, 68 32). lb enthalt, wurde schon Induktion beobachtet. Die Katalyseresultate von waren sodass diverse Parameter optimiert werden mussten. Die fehlende unabhängig vom eingesetzten Olefin (Styrol oder or-Methylstyrol) (T1PF6 oder Et30PF6) und konnte eine Folge der geringen (vgl. Kapitel 2.3.1). Schliesslich führte /?-Cym)]2 (0% ee) 3a waren Naphthylethylliganden asymmetrische oder dem Chloridabstraktor Stabilität 40% lb der den sperrigen beachtliche (0% ee) Katalysator (Sa,/?c,/?c) halbsandwichkomplex [RuCl(Cp)(PPh3)2] (60)[364] 3.1.1.3 trans eis TIPF6o Et3OPF6 Schema 88: C02Et + eine in situ mit einem Darstellung Uberschuss lb (2 Liganden. Nach der Zugabe von 3b Aq. vs. des zum Erfolg. Dazu wurde Ru) versetzt, zur [RuC^//5- Unterdrückung Chloridfangers (T1PF6 der oder Et30PF6, 1.1 Ru) resultierte bei Raumtemperatur nach 17 h die Katalysatorlosung. Mit dieser Methode ist die Leistung des katalytischen Systems stabil und gut reproduzierbar. 2Aq (Sa,Rc,Rc)-1b TIPF6 0 Et3OPF6 CH2CI2, RT (SRu,Sa,Rc,Rc)-3b Schema 89: In situ 166 Herstellung von Katalysator {SRmS.d,Rc,Rc) 3b aus [RuCl2(^ p Cym)]2 + und (Sa,Rc,ßc)-1b (Sa,/?c,/?c) lb Katalyse 3 wird Styrol Enantioselektivitäten die Enantioselektivitäten Letzteres besten Diastereoselektivität von Resultate wurden mit 3b 56:44 N2CHC02Et Schema 90: Enantioselektive CH2CI2, RT a-Methylstyrol 53[361] (Schema 52, trans-selektiv guten 86 resp. von 87% ee (Schema 90). und einer Diastereo¬ [T^y^XOgEt o. + Me^A AV-'^^cc^Et trans Et3OPF6 von 56% a-Methylstyrol entspricht derjenigen das cis-Isomer (86% ee) von überwiegt (Nr. mit (87% ee) Katalysator (Sa,/?c,/?c)-3b. Styrol, 1 44% vs. wobei in 4 und 2 Analogie vs. zu la im 5). Vergleichbare (79 resp. 87% ee) wurden mit dem Bis(ferrocenyl)rutheniumkomplex 88) erhalten. Dieser ist aber aktiver (65% Ausbeute mit EDA) und Seite wenngleich mit hoher eis- und (96:4, 99% für trans-Isomer) wurde mit dem [RuCl(salen)(NO)]komplex 54[318-320] (Abbildung 51j Aktivierung Seite 89) erhalten. mit T1PF6 oder durchgeführten Katalysatoreffizienz nicht Reproduzieren 5% und (32:68). Die Ausbeute kann, obgleich tief, mit 19% doch als signifikant Enantioselektivität Die erhalten or-Methylstyrol und erachtet werden kann. Ebenfalls tiefe Ausbeuten (18%), 3.1.2 guten die eis Cyclopropamerung Die Diastereoselektivität Enantioselektivitäten jedoch Me-A\ *- TIPF6 von bis lediglich von relativieren (45:55) 19% Falle moderaten cyclopropaniert (Nr. 5). (Sa,Rc,ßc)-3b + mit (Nr. 2). wird mit einer Enantioselektivität selektivität Prozederes (77 resp. 68% ee) cyclopropaniert. Die Ausbeute verschwindende Die dieses Anwendung unter Et3OPF6 Cyclopropanierungsreaktionen vom verwendeten der Resultate mit T1PF6 nicht aus der Reaktionsverlauf keinen Einfluss gezeigt, dass Chloridabstraktionsreagenz abhängig gestaltete sich allerdings schwieriger Zudem hat das Meerweinderivat den Vorteil, dass die Diethylether (Et20) haben Reaktionslösung die ist. Das als mit Et30PF6. Nebenprodukte Ethylchlorid (EtCl) und entfernt werden müssen, da sie auf den haben, womit der Filtrationsschritt entfällt (vgl. Kapitel 2.3.2.1). Desweiteren ist Et30PF6 weniger toxisch als das Thalliumsalz. Deshalb werden im 167 Katalyse 3 weiteren Verlauf dieser Diskussion nur vergleichbaren Resultaten aufgeführten Tabelle 9: (mit Resultate einer die mit EtaOPFö erhalten Ergebnisse erwähnt, Samtliche Versuche wurden aber auch mit T1PF6 wurden. bisher noch und führten durchgeführt zu Ausnahme, siehe Kapitel 3.1.6). Tabelle 9 fasst die zusammen. Asymmetrische Cyclopropanierung von Olefmen mit Ethyldiazoacetat " Katalysator \ A (5mol%) Pr + N2CHC°2B CH2C,2,Rt' Ph^So2Et c/s-(1R,2S) Nr Katalysator R Umsatz Ausbeute A Ph ^So2Et + frans-(1R,2S) eis trans ee trans CIS a 1 3a H 38 26 4159 8 (IS,2R) 3 (IR,2R) 2 3b H 6 5 45 55 77 (IR,2S) 68 (\R,2R) 3 3b' H 28 20 47 53 5 13 (\S,2S) 4 3a Me 31 31 60 40 5 3b Me 20 19 56 44 86 (\R,2S) 87 6 3b' Me 47 47 66 34 9 (\S,2R) 1 (\S,2S) 7 3b" Me 24 23 57 43 86 (\S,2R) 87 (\S,2S) 8 2b* Me 12 7 61 39 19 (\R,2S) 19 (IR,2R) 9 5a Me 19 17 59 41 26 (\R,2S) 21 (IR,2R) Komplex 2a (20 3 mg, 24 0 //mol, CH2C12 (1 ml) gelost und 17 h bei RT gerührt lb Katalysatorherstellung Aq ) wurden in la 1 0 (IS,2R) rac Aq ) und Et3OPF6 (6 [RuCl2(^6 p Cym)]2 Ru), Ligand lb (30 7 mg, 48 0 /anol, 2 Aq ) und Et3OPF6 (6 6 mg, 26 /anol, gelost und 17 h bei RT gerührt Katalyse n Dekan (R H, ca 60 mg) oder n = rac 1 1 (7 6 mg, 26 3 mg, 12 wurden Aq ) Dodekan (R (\R,2R) = in Me, /anol, 1 1 /anol, 1 Aq CH2C12 (1 ml) ca 80 mg) und Styrol (R H, 55 2 fA, 0 480 mmol, 20 Aq ) oder a Methylstyrol (R Me, 62 4 fA, 0 480 mmol, 20 Aq ) wurden zur Katalysatorlosung (24 /anol, 5 mol%) gegeben EDA (50 5 [A, 0 480 mmol, 20 Aq ) in CH2C12 (1 ml) wurde wahrend 6 h bei RT zugegeben und die Reaktionslosung fur weitere 14 h bei RT gerührt die totale Reaktionszeit betrug 20 h Alle Angaben sofern nicht anders vermerkt Umsatz, Ausbeute und ee in %, absolute Konfigurationen in Klammern 2 1 Aq Et3OPF6 wurden verwendet = = 3.1.3 Enantioselektivität Offensichtlich anspruchsvolle sind Resten Naphtyhlethylliganden am lb fur Erreichen einer Stickstoffsubstituenten wurden Enantioselekti vi taten erhalten 168 das fur Styrol von guten 1 Enantioselektion notwendig. akzeptable, fur Mit dem stensch sperrigen or-Methylstyrol gute (Nr. 2 und 5). Der kleinere Phenylethylligand la hingegen Katalyse 3 ergab mit beiden Olefinen nur wird durch das «-substituiertes Methylstyrol Die or-Methylstyrol noch verstärkt (Nr. 2 als Substrat für Stabilitäts- und Aktivitätsstudien Aktivierung Abstraktion racemische Produkte (Nr. 1 und 4). Dieser sterische Effekt von von 2b mit beiden Chloriden reduzierte Ausbeute zu 2.1 und In der tiefe a- gewählt. Äquivalenten Et30PF6 Folge. 5). Deshalb wurde vs. hat wahrscheinlich Cyclopropanierung von Enantiomerenüberschüsse wurden eine Folglich bedarf eine hohe Enantioselektivität auch der Präsenz eines die or-Methylstyrol erhalten (Nr. 8). Chloroliganden, wie z. B. in 3a und 3b. Komplex cyclopropanierte or-Methylstyrol 5a von signifikanten, wennauch tiefen (Nr. 9). Aus diesem Grund lässt sich das tiefe Level der asymmetrischen Enantioselektivität Induktion mit einer 3a vermutlich nicht mit einer Dissoziation von p-Cymol von letzterem erklären. 3.1.4 Elektronischer Effekt Beide (Nr. 1 vs. Katalysatoren (3a 4 und 2 könnte. Da vs. und 3b) zeigten mit or-Methylstyrol im Vergleich für ein elektronenreiches Olefin wie reagiert und Bachmann mit einem Carbentransfer 3.1.5 Like- und Die und ein aus verwendet, so [RuCl(PNNP)]+-Katalysatoren, neigen.132 es darstellen/ auf 2] wird schneller mit einem Zuvor beobachteten Mezzetti Styrol. dass elektronenreiche Olefine eher zu ] unlike-, matched- und mismatched-Liganden 1 sind wie bereits erwähnt und einem sekundären Amin aufgebaut. (vgl. Kapitel 2.1) aus einem Wird enantiomerenreines BINOL Amin für die resultieren drei Stereozentren. Weisen die beiden Aminreste Ligandsynthese jedoch die gleiche (/), ergibt diese Kombination für 1 noch zwei unabhängige Stereozentren. liegen schliesslich Enantiomerenpaars. Liganden erwartet, dass gleichen (chiralen) Arylethylarmen aufgebautes Konfiguration Dadurch or-Methylstyrol als ein elektronenarmes wie Phosphoramiditliganden Binaphtholrückgrat Styrol 5) eine erhöhte Produktivität, auf einem elektronischen Effekt gründen (Carben-) Rutheniumkomplexe relativ schwache Elektrophile Rutheniumcarben zu Die vier Stereoisomere vor, und bisherig für la und lb hatten beide eine die zwar katalytische in Form eines diastereomeren Cyclopropanierung (Sa,/?c^c)-Konfiguration (w). verwendeten Um den Einfluss der 169 3 Katalyse relativen der Konfiguration substituenten des Amins ' 1,1 -Binaphtholeinheit atropisomeren und der Stickstoff untersuchen, wurde in ausgewählten Reaktionen anstelle zu - von (Sa,Rc,Rc)-lt> (u) das diastereomere (5a,5c,5c)-lb' (/) eingesetzt (Abbildung 69). (Sa,Rc,Rc)-1b (Sa,Sc,Sc)-1b' (Ra,Sc,Sc)-W matched mismatched matched Abbildung 69: Matched (Sà,Rc,Rc)-lb, mismatched (5a,5c,5c)-lb' Bei einem Wechsel von und enantiomeres (5a,/?c,^c)-lb nach (5a,5c,5c)-lb' (vgl. Tabelle 9) wurde asymmetrischen Cyclopropanierung Abnahme der Enantioselektivität Styrol von 77 von in der für das eis- resp. trans-Isomer eine drastische resp. 68% ee beobachtet (Nr. 3). Ferner änderte sich der Induktionssinn und (matched) (/?a,Sc,Sc)-lb". (Nr. 2) nach nahezu racemisch von beiden Isomeren (cis-(lS,2R) trans-(\S,2S)). Die Diastereoselektivität bleib erstaunlicherweise annähernd gleich. Mit tt-Methylstyrol wurde ebenfalls eine entscheidende Reduktion der Enantioselektivität ee analog Styrol, sowohl bei 86 (Nr. 5) nach praktisch racemisch beobachtet (Nr. 6). Der Induktionssinn änderte resp. 87% zu von die Diastereoselektivität wurde Styrol als auch bei jedoch merklich höher. Anscheinend stellt ör-Methylstyrol (Sa,/?c,^c)-lb das und passende (matched) (5a,/fc,^c)-lb das nichtpassende (mismatched) Diastereoisomer dar. Diese augenfällige Reduzierung Inversion der relativen der Enantioselektivität nach beinahe Konfiguration macht kenntlich, AyV-Bis(l-arylethyl)einheit und das Enantioselektion Dabei treten Ganz im beitragen. Gegensatz Diethylzink an Cyclohexenon matche d-Ligand (jeweils von das achiralen Ein chirale weiteres allylischen in vergleichbarem Substrat unwesentliche Masse zur Abweichungen auf. Addition von Kupfer-katalysierten konjugierten ' 1,1 -Binaphthylgerüs die Stereoselektion. Der (Sa,/?c>^c)-la ergibt >98% (5)-Produkt).[379] Aminierung 170 dazu bestimmt in der einer dass beide Stereogenen Teile, also die l,l'-Binaphthylgerüst, je nach aufgrund ee, der mismatched Beispiel Estern mit stellt einem die (5a,5c,5c)-la noch 75% enantioselektive ee allylische Iridium-la-Komplex dar, wo Katalyse 3 (Ra,Rc,Rc)-l& (matched) und (Sa,/?c^c)-la (mismatched) 95 resp. 75% ee liefern ((R)- resp. (5)-Produkt).[402] der In Cyclopropanierung von or-Methylstyrol (Sa,Rc,Rc)-lt> Cyclopropanierung eingesetzt. identische Resultate (Nr. matched-llgand zu 5 enantiomere or-Methylstyrol Mit vs. (Sa,Rc,Rc)-lt> das matched- und Zu Kontrollzwecken wurde auch der (Sa,Rc,Rc)-lb das mismatched-Diasterœisomer. matched-higanden ist (Ra,Sc,Sc)-lt>" Ligand (u) zum in der und Et30PF6 wurden erwartungsgemäss 7) erhalten. Demzufolge ist (Ra,Sc,Sc)-W ebenfalls als bezeichnen, wennauch für die enantiomeren Cyclopropanprodukte cis- (IS,2R) und trans-(\R,2S). 3.1.6 Stabilität Desweiteren wurde die Problematik der Stabilität von lb und deren situ hergestellten Katalysators wurden eine Auswirkung niedrigere in der 3b in Bezug auf eine Dissoziation Cyclopropanierung untersucht. Wurde anstelle des in (3b) für die Cyclopropanierung verwendet, 3b isoliertes 3b Ausbeute von (14%) und eine erhebliche Reduktion der Enantioselektivität (48 und 46% ee) beobachtet (Nr. 10, Tabelle 10). Durch die ee für beide allerdings 3b und tief von einem Äquivalent lb (zu 3b) konnte die Enantioselektivität (73% Isomere), teilweise wiederhergestellt werden (Nr. 11). Die Ausbeute blieb (13%). Das 31P NMR-Spektrum der resultierenden Lösung zeigt das Signal dasjenige hindeutet, dass nur Aufgrund einer Zugabe des freien ein lb in einem Intensitätsverhältnis Ligandmolekül der Labilität stöchiometrischen von Menge an das Rutheniumzentrum 2b wurde 3b lb (1 anfänglich Äq. vs. in situ vs. aus (2b) verwendet, so resultieren was darauf [RuCi2(776-/?-Cym)]2 führte Dies Mit einem Ru) wurde dem schliesslich Abhilfe geschaffen. Wird in Analogie seiner Labilität, isoliertes 2b 1:1, ca. gebunden ist. Ru) hergestellt. nichtreproduzierbaren Katalyseresultaten (vgl. Kapitel 3.1.1.3). Äq. von von aber und zu Überschuss lb (2 zu reproduzierbare 2a, ungeachtet Resultate. Doch sowohl die Ausbeute (18%) als auch die Selektivitäten (18 resp. 15% ee) fielen äusserst bescheiden aus (Nr. 12). Durch die Zugabe Enantioselektivitäten (81% Methode sind vergleichbar ee für beide von einem Äquivalent lb (zu 2b) werden Isomere) erhalten, die mit der Standard-m situ- (Nr. 13). 171 Katalyse 3 Tabelle 10: Asymmetrische Cyclopropamerung von Olefmen mit " Ethyldiazoacetat Katalysator NoCHCOpEt * * + / rn„rL PK CH2CI2, A ... - ^sT-^^^r. Ph rt COoEt Ph RT Ph., C02Et C02Et c/s-(1R,2S) Katalysator Nr Ausbeute Umsatz A >*^^ + ' (5mol%) >= ' \ trans-tf R,2S) eis trans ee cis-(lR,2S) trans-(lR,2R) 5 3bb 20 19 56 44 86 87 10 3bc 20 14 57 43 48 46 11 3b + 17 13 59 41 73 73 12 3b (2b)e 20 18 59 41 18 15 13 3b (2b + lb )f 18 16 56 44 81 81 14 3b(2è + TlPF6)g 16 14 58 42 49 47 15 3b(2è + lb 15 12 57 43 77 78 16 3b ' 25 23 57 43 82 83 17 3b; 23 21 56 44 83 84 " \X)d + TlPF6)A Beste Ligand/Substrat Zusammenstellung als Vergleich aus 3b und 1 Aq lb wurden verwendet (3b) wurde verwendet Isolierter Komplex 2b (2b) wurde fur die Herstellung von 3b verwendet (analog zu 2a) f2b und 1 Aq lb wurden fur die Herstellung von 3b verwendet g 2b und T1PF6 wurden fur die Herstellung von 3b verwendet 2b, 1 Aq lb und T1PF6 wurden fur die Herstellung von 3b verwendet Die totale Reaktionszeit betrug 44 h 1 EDA wurde in einer Portion wahrend 2 min zugegeben Katalysatorherstellung vgl Tabelle 9, Seite 168 c Tabelle Isolierter 9, Seite 168 Komplex 3b e ' Bisher lieferten samtliche Katalysereaktionen, die entweder mit einer EtaOPFö- oder T1PF6-Chloridabstraktion durchgeführt wurden, vergleichbare Aktivitäten und Selektivitäten. Nur fur die in obigem Abschnitt T1PF6 aktiviert, wurde (Nr. 14 in vs. 12). Mit etwa uberein eine einem diskutierten Resultate trifft dies nicht der eine zusatzlichen (77 resp. 78% Äquivalent lb (zu 2b) ee, Nr. 15 vs. 172 Katalysatorlosung mehr "freies" stimmten die Werte wiederum 13). Eine mögliche Erklärung dafür Zwecksentfremdung [RuCi2(776-/?-Cym)]2 geringere Enantioselektivitat verantwortlich freien Wurde 2b mit deutlich bessere Enantioselektivitat (49 resp. 47% ee) erhalten das Et30PF6 mit freiem lb reagiert. Durch diese in zu. Chlondfangers ist vorhanden, dass eventuell fur konnte. TIPFö reagiert nicht mit dem sein lb, sodass weniger Rutheniumvorlaufer präsent des ware, dass ist. Katalyse 3 3.1.7 Aktivität katalytische Die Aktivität Reaktionszeit auf 44 h geringfügig resp. 83% die ee) gefunden, Eine an Verlängerung Cyclopropan aber der nur (Nr. 16). Nach 54 h wurden wiederum 19% Ausbeute (51:49, 82 einer Abnahme was Cyclopropanprodukte unter den sind. Da die Differenzen aber nur entspricht. Dies könnte darauf Katalysebedingungen klein sind ist dies nur lediglich hinweisen, dass für eine bestimmte Zeit stabil als Vermutung Gaschromatographie zeigte Kontrolle des Reaktionsverlaufs mittels wennauch durchwegs niedrig. ist (statt 20 h) erhöhte die Gesamtausbeute 19 auf 23% von 3 von einen zu verstehen. Die kontinuierlichen, der Produktkonzentration. Dies indiziert, dass der langsamen Anstieg Katalysator während der gesamten Reaktionszeit aktiv ist. Das neben den XH NMR-Spektrum einer Reaktionslösung (mit Cyclopropanierungsprodukten (9%) auch DEM und DEF gebildet 3b und die eis und ör-Methylstyrol) zeigt, dass ?ra«s-Dimerisationsprodukte (46 resp. 8%) (Schema 91). wurden N2)nO Et 2 N2 "2 0 EDA Schema 91: Unerwünschte Durch Homokupplung langsame Zugabe der von EDA zu DEM und DEF. Diazoesterlösung (1 ml während 6 h wurde versucht die EDA-Konzentration tief Carbenkonzentration Zeitpunkt der kann eine katalysierte Grund für die tiefen Ausbeuten Diazoesterlösung innerhalb Selektivitäten in die die was der Probeentnahme immer noch Ausgangsmenge), alleinige niedrig sein, limitierte signifikantem von 2 Ausmass Cyclopropanausbeute unreagiertes ist eine vs. minimieren EDA präsent dürfte. war Da zum (ca. 27% der der Carbene nicht der darstellen. Eine manuelle beeinträchtigt (Nr. 17 Deswegen sollte auch die Dimerisierung Cyclopropanen min halten. zu Homokupplung oder thermische an CH2CI2) mit einer Dosierpumpe Zugabe weder die Ausbeute noch die 5). Die wahrscheinlichste Erklärung für inhärent tiefe Aktivität des Ruthenium¬ katalysators. Mit dem sterisch wäre jedoch denkbar, abgeschirmt anspruchsvollen lb werden gute Enantioselektivitäten erhalten. Es dass das Rutheniumzentrum durch den ist und deshalb nur langsam reagiert. sperrigen Liganden sehr gut Dies würde die beobachtete Abnahme der 173 3 Katalyse Ausbeuten bei einem Wechsel Methylstyrol (Nr. 4 vs. von lb erklären, der für zu Reaktionsdauer nur (vgl. Kapitel 2.3.2), geringfügig erhöht Alternativ könnte die tiefe Aktivität Wechselwirkung (resp. Bindung) addukt oder ein werden von und ^-Komplex 16e~-System austauschbaren da Et20 ein [RuCl(776-/?-Cym)(l-xP)]+ sechsten Liganden Da es um einen noch ein nun Vielmehr wird ein von sondern eine 3 wird aber liegt mit einem labilen sechsfach-koordinierter, der stabil und kaum Lewis-acid ist. Aus der nicht als if- Lösungsmittel- sehr ausgeprägt, 18e~-Komplex wenig zweizähnigen Chelatliganden handelt, zf-Wechselwirkung der eine der Chloridabstraktion mit NMR-Spektren In ^-Interaktion gewünschte Lewissäurekomplex, sich bei 1 in 3 Festigkeit vor. nur a- (Nr. 17). Nebenprodukt detektiert. Ist diese gesättigter Chelatkomplex gefunden, resultierte nicht der 2) und 3 auch mit einer unerwartet starken Et30PF6 darstellt und als Ligand koordinieren kann. weder ein vs. kann die Ausbeute mit Hilfe einer erklärt werden. Denkbar wäre auch ein Diethyletherkomplex, ausschliesslich der 1 Styrol (Nr. 5) beobachtet wird. Da die Rutheniumsysteme 3 in Lösung beschränkte Stabilität aufweisen längeren la ungewöhnlich bezeichnet aktiver Aktivierung Komplex 3. kann das Ausmass der werden. 3.1.8 Diastereoselektivität Die guten «s-Selektivitäten, die mit den achiralen Halbsandwichkomplexen [Fe(Cp)(THF)(CO)2]BF4 (39)[314] und [RuCl(Cp)(PPh3)2] (60)[364] realisiert wurden, Motivation für die Wahl von chiralen Analoga Cyclopropanierungskatalysatoren. Solche immer noch selten. Mit waren die als enantioselektive und «s-diastereoselektive Vergleich sind im [RuCl(776-/?-Cym)(l,2-77-l-xP)]PF6 zu ?ra«s-selektiven (3) wurden zwar Systemen durchschnittliche (3a) bis gute (3b) Enantioselektivitäten erreicht, die Diastereoselektivitäten fielen jedoch sehr bescheiden aus. Die lb/ör-Methylstyrol Kombination Enantioselektivität für beide Diastereomere" die beste stellt in Punkto "höchste Ligand/Substrat-Zusammenstellung enttäuschend tief (56:44, Nr. 5). Eine dar. Die «s-Selektivität dieses Paares ist hingegen vergleichbar 46:54, jedoch mit einer bevorzugten Bildung des tiefe Diastereoselektivität trans-kiomers, Schema liefert 29, Seite der von Halbsandwichkomplex 60).[333] Dagegen ist dieses System Wenngleich mit 3b' {mismatched) liefert dieser Komplex das beste cisltrans-Verhältnis 174 nur [Ru(Cp*)(MeCN)(LL*)]PF6 (LL* marginale kaum enantioselektiv Enantioselektivitäten (66:34, Nr. 6). vgl. (2% ee). erhalten werden, Mit allen Liganden (la, lb des trans-Isomers, 1 vs. 4 und 2 lb') wurde und im Falle von Styrol bevorzugt vs. 5 und 3 vs. (39)[314] 6). Für [Fe(Cp)(THF)(CO)2]BF4 p-Methylstyrol (beide 60:40), 2-Methoxypropen (55:45) kurzlebigen ^Carbokationintermediates. den Zerfall des wird. Bindung die Bildung und sodass eine Drehung Epimerisierung statt, a- Ethylvinylether (45:55) elektronenspendenden ^Carbokations, Dadurch findet eine Selektivität auswirkt Die wurde genau ein Styrol (85:15), die cw-Selektivität ab. Hossain et al. erklärten diesen Trend mit der verlangsamen Katalyse beobachtet, wohingegen bei or-Methylstyrol das eis-Isomer überwiegte (Nr. Trend der Diastereoselektivitäten beobachtet. In der Serie umgekehrter 3 was die um sich nimmt Stabilisierung Substituenten und eines Olefin am möglich Cß-Cf auf die cis- negativ (Abbildung 70). R 0C„-Fe. R' R. OC Et02C r> /'--. OC H Et02C R' + "C02Et R "C02Et trans eis R R R R Abbildung 70: Diese Stabilisierung eines Stabilisierung ursprünglich von H, R' = Me, R' = = Me, R' = = H, R' = = 85% 15% Ph 60% 40% OMe 55% 45% 45% 55% Ph OEt ^Carbokationintermediates und Drehung um die Cg-Cr-Bindung. und die damit verbundene konformationelle Umordnung Brookhart et al. für den stöchiometri sehen Carbentransfer 1.8.5.1).[340] (vgl. Kapitel = Dieser Trend mechanistische Unterschiede zwischen gilt nicht für 3, was wurde vorgeschlagen ein Hinweis für erhebliche [Fe(Cp)(THF)(CO)2]BF4 (39) und 3 ist. Es wäre denkbar, dass ein konzertierterer Mechanismus ohne kurzlebiges ^Carbokationintermediat vorliegt, 3.1.9 was eine um die C/j-CrBindung unwahrscheinlich macht. Biphenol-basierte Phosphoramiditliganden Die für die ein Drehung Cyclopropanierung Binaphtholrückgrat erreichten mit mit verwendeten Komplexe 3 enthielten alle Liganden, (R)- oder (5)-Konfiguration aufweisen. Alexakis Biphenol-basierten Phosphoramiditliganden (z. B. lc und et die ai.[382386] ld, (Abbildung 71)) 175 3 Katalyse ausgezeichnete von Dialkylzink Cyclohexenone (vgl. Kapitel 1.9.2). an 71: Abbildung (98% ee) in der Kupfer(I)-katalysierten konjugierten Addition Selektivitäten ohne Phosphoramiditliganden [a,c]cyclohepten-6-yl)bis(l-phenyletbyl)amin (lc) und 6-phosphadibenzo[a,c]cyclohepten-6-yl)amin (ld).[ Diese Liganden Biphenolrückgrat und Substitution in der sind einem den zu Binaphthylphosphoramiditliganden Amin sekundären Biphenoleinheit (Ä,Ä)-Bis(l-phenylethyl)(2,4,8,10-tetramethyl-5,7-dioxa- 31 treten keine aufgebaut. Ohne ortho-, Atropisomere aus auf. Im Falle einer zwei Stereoisomere vor, ein Enantiomerenpaar ((R,R) Phosphoramidite synthetisiert, racemischen BINOLs zu umgehen, welches um die und gleichen liegen nur (S,S)). Ursprünglich wurden diese des langwierige Trennung anfänglich einem ortho'- resp. der beiden Aminreste resultiert noch ein Stereozentrum. Deshalb Konfiguration "einfacheren" analog (5',5')-(5,7-Diox-6-phosphadibenzo- Atropisomene synthetisierten in enantiomerenreiner Form sehr teuer war. Die Biphenol-Alexakis-Liganden lc und 1<J[382'386] wurden in der Cyclopropanierung getestet. Da Ligand lb mit or-Methylstyrol die besten Enantioselektivitäten ergab, wurde tt-Methylstyrol als olefinisches Substrat Mit beiden eingesetzt. Liganden nur wurden tiefe Ausbeuten, geringe Diastereo- und keine Enantioselektivitäten beobachtet. Aufgrund dieser enttäuschenden Resultate wurde dieser Ligandtyp nicht weiter untersucht (Schema 92). [RuCI2(p-Cym)]2 Me 1c oder1d + NoCHCOpEt f *- " Et3OPF6 RT CH2CI2, C02Et T ' + r, " ^f ' C02Et trans c/s 10% 58% Schema 92: 176 Biphenolphosphoramiditliganden lc und ld in der (0% ee) Cyclopropanierung 42% von (0% ee) a-Metbylstyrol. 3 Abschliessend sind die Trends Abhängigkeit vom Substrat von oder (Styrol Katalyse Ausbeute, Diastereo- und Enantioselektivitât in or-Methylstyrol) und dem Liganden (la oder lb) zusammengefasst (Tabelle 11). Tabelle 11: Allgemeine Trends Ausbeute, Diastereo- und Enantioselektivitât von phosphoramidit-katalysierten Cyclopropanierung von m der Ruthenium- Olefmen." Ausbeute Diastereoselektivitât Enantioselektivitât Styrol i trans > eis J, a-Methylstyrol Î eis > trans Î (Sà,Rc,Rc)-la î (Sà,Rc,Rc)-lb i a Die Ausbeute ist I - î - verglichen la mit lb fur ein bestimmtes Substrat (Styrol oder aa-Methylstyrol fur einen bestimmen Liganden 1 (a oder b) Bei der Diastereo¬ selektivitât ist die relative Menge angegeben kein eindeutiger Trend erkennbar Die Enantioselektivitât bezieht sich auf den absoluten Wert f verhältnismässig hoch, j verhältnismässig tief Methylstyrol) oder jeweils Styrol paarweise mit - Die aussichtsreichen komplexen13 4'364] «s-Selektivitâten die waren Motivation Rutheniumphosphoramiditkomplexen Cyclopropanierung Methylstyrol dieses die Untersuchung System erfolgversprechend sind als Styrol. und a- für 1,1-disubstituierte Olefine sein, die cw-Selektivitât wurden Diastereoselektivitât indes sehr (Nr. 5), eine mit der Diels-Alder-Reaktion Tabelle 12 anderen bescheiden Rutheniumphosphoramiditkomplexe folgenden Kapitel schwieriger zu Aber sowohl die Aktivität als auch die Diastereoselektivitât die beste Enantioselektivitât Im chiralen katalytische Naphthyl-substituierten (Sa,Rc,Rc)-lt> 3 sind ausnahmslos tief. Zudem lieferte die Kombination zwar von wurden gute Enantioselektivitâten für beide Isomere erhalten. Deshalb könnte cyclopropanieren von für Rutheniumhalbsandwich¬ für die «s-diastereo- und enantioselektive Olefinen. Mit dem von achiralen mit wird die den etwas bessere Systemen ausfiel (5a,/?c,^c)-lb/ör-Methylstyrol Ausbeute, resp. eine moderate erzielt (Nr. 4, resp. 6). werden die Da die synthetisierten Erwartungen nicht gerecht. Anwendung der Rutheniumphosphoramiditkomplexe in besprochen. zeigt nochmals sämtliche Katalyseresultate der Cyclopropanierung. 177 Katalyse 3 Tabelle 12: Asymmetrische Cyclopropamerung von Olefmen mit " Ethyldiazoacetat Katalysator yv (5 mol%) > N2CHC02Et PrT RT CH2CI2, Ph.., hA C02Et C02Et c/s-(1R,2S) Nr Katalysator R Ausbeute Umsatz frans-(1R,2S) eis trans ee trans C(5 1 3a H 38 26 4159 8 (IS,2R) 3 (IR,2R) 2 3b H 6 5 45 55 77 (IR,2S) 68 (IR,2R) 3 3b' H 28 20 47 53 5 13 (1S,2S) 4 3a Me 31 31 60 40 5 3b Me 20 19 56 44 86 (IR,2S) 87 6 3b' Me 47 47 66 34 9 (IS,2R) 7 (IS,2S) 7 3b" Me 24 23 57 43 86 (IS,2R) 87 (15,25) 8 2b* Me 12 7 61 39 19 (IR,2S) 19 (1#,2#) 9 5a Me 19 17 59 41 26 (IR,2S) 21 (IR,2R) 10 3bc Me 20 14 57 43 48 (IR,2S) 46 (1#,2#) 11 3bd Me 17 13 59 41 73 (IR,2S) 73 (IR,2R) 12 3be Me 20 18 59 41 18(l/î,2S) 15 (1#,2#) 13 3b7 Me 18 16 56 44 81 (IR,2S) 81 (1#,2#) 14 3bg Me 16 14 58 42 49 (IR,2S) 47 (IR,2R) 15 3bh Me 15 12 57 43 77 (IR,2S) 78 (1#,2#) 16 3b! Me 25 23 57 43 82 (IR,2S) 83 (IR,2R) 17 3b; Me 23 21 56 44 83 (IR,2S) 84 (1#,2#) (IS,2R) rac rac (1#,2#) " Katalysatorherstellung la Komplex 2a (20 3 mg, 24 0 //mol, 1 0 Aq ) und Et3OPF6 (6 6 mg, 26 /anol, 1 1 Aq ) wurden in CH2C12 (1 ml) gelost und 17 h bei RT gerührt lb [RuCl2(76 p Cym)]2 (7 3 mg, 12 /anol, 1 Aq Ru), Ligand lb (30 7 mg, 48 0 /anol, 2 Aq ) und Et3OPF6 (6 6 mg, 26 /anol, 1 1 Aq ) wurden in CH2C12 (1 ml) gelost und 17 h bei RT gerührt Katalyse n Dekan (R H, ca 60 mg) oder n Dodekan (R Me, ca 80 mg) und = H, 55 2 /A, 0 480 mmol, 20 Aq ) oder = Me, 62 4 /a, 0 480 mmol, 20 Aq ) wurden zur Katalysatorlosung (24 /anol, 5 mol%) gegeben EDA (50 5 [A, 0 480 mmol, 20 Aq ) in CH2C12 (1 ml) wurde wahrend 6 h bei RT zugegeben und die Reaktionslosung fur weitere 14 h bei RT gerührt die totale Reaktionszeit betrug 20 h Alle Angaben sofern nicht anders vermerkt Umsatz, Ausbeute und ee in %, absolute Styrol (R = Konfigurationen Klammern 3b und 1 verwendet verwendet in Aq 2 1 (analog zu 2a) f2b und Herstellung von 3b 178 ' Die totale Reaktionszeit Methylstyrol (R Aq (Et30)PF6 e lb wurden verwendet wurden fur die verwendet a 1 Aq betrug 44 h Isolierter 2b, J c Isolierter Komplex 3b (3b) wurde Komplex 2b (2b) wurde fur die Herstellung von 3b fur die Herstellung von 3b verwendet g 2b und T1PF6 Aq lb und T1PF6 wurden fur die Herstellung von 3b wurden verwendet lb wurden verwendet = 1 EDA wurde in einer Portion wahrend 2 min zugegeben 3 Katalyse 3.2 Diels-Alder-Reaktion In vielen katalytischen Anwendungen Die Aktivität dieser Katalysatoren eingesetzt. durch dessen Dissoziation entstehen. In den einer Komplexen ^-Wechselwirkung gesättigt. Oxophilie 3 in der 16e~-Komplexe aus Katalysatoren Deshalb katalytische Anwendung für die 3.2.1 Substrate und Aktivierung von Ausgangsstoffe und Acrolein dienten in der (Dienophil), deren mit chiralen der Diels-Alder- eine ausgeprägte Lewisacidität erforderlich ist, wurde die qualitative Bestimmung [4+2]-Cycloaddition 3 zur herbeigezogen.[514] Arbeit die Modellsubstrate Cycloaddition als der weitere gewählt. Katalysatorsysteme vorliegenden 1 Lewisacidität schliessen. Die Diels-Alder-Reaktion wird oftmals als Standard- oder Testreaktion neuer Ligand Olefinen lässt auf Lewissäurekatalysatoren in synthetisierten Komplexe der Aktivität und der Selektivität von Rutheniumkomplexe und Diels-Alder-Reaktionen eine Metallkomplexe. Arylgruppe Cyclopropanierung Cyclopentadienyl-Eisen- haben sich als effiziente Katalyseresultate der von ^-Interaktion und folglich eine bedingte Reaktion bewährt. Da für aktive erlauben (einem) labilen Liganden, ungesättigte zwischen dem Rutheniumatom und einer Kationische Aren- und zweizähnigen Liganden koordinativ als 3 wird nach Chloridabstraktion die Koordinations Sphäre mit Die bescheidene Aktivität eine relativ ausgeprägte basiert auf Systeme Abstraktion resp. Rutheniumhalbsandwichkomplexe werden den Ermittlung Als einfache Cyclopentadien (Dien) bicyclischen, überbrückten Bicyclo[2.2.1]hep-5-en-2-carboxaldeyd ergibt (Schema 93). CrCH0 "-u-cHo H ,, , . {2S)-exo , {2S)-endo Katalysator ^ + V—tf HC HO CHO {2R)-exo Schema 93: Diels-Alder-Reaktion von Acrolein und Cyclopentadien zu {2R)-endo Bicyclo[2.2.1]hep-5-en-2-carboxaldeyd. 179 3 Katalyse Bicyclo[2.2.1]hep-5-en-2-carboxaldeyd unabhängig voneinander sind, sodass Mehrheit aller Im Ligand wurde unter la als auch lb [RuCi2(776-/?-Cym)]2 (1 oder 2 Aq.) Die und eine 1 h die in bei situ in Herstellung, mit la oder Aktivierung, Cyclopentadien (20 Äquivalente) und lb was resp. Aktivierung 1 oder 2 (jeweils den Aq.) Anwendung. zur in Katalysator 3 (nach Et3OPF6 mit ergab (Schema 94). Reaktionslosung versetzt. Die Dazu CH2CI2 wahrend 1 h wurde anschliessend mit Acrolein Gaschromatographie Mit der Hauptprodukte isoliert.[514] Raumtemperatur umgesetzt. Anschliessend erfolgte Katalysatorlosung (4 mol%) Spektroskopie Enantiomerenpaar vorliegt. zwei kam fur die Diels-Alder-Reaktion sowohl mit Cyclopropanierung zur Inertbedingungen diastereomeres wird das exo-Isomer als Katalysatoren Gegensatz ein stereogene Zentren auf, wobei weist drei (25 Äquivalente) XH wurde mittels Flash-Chromatographie über NMR- Silicagel) analysiert. (Sa,Rc,Rc)-3 Schema 94: In situ Herstellung von Katalysator (Sa,/?c,/?c) 3 aus [RuCl2(rf p Cym)]2 und (Sa,/?c,/?c) 1 3.2.2 Aktivität Die Diels-Alder-Reaktion von Cycloaddition ohne Katalysator Cyclopentadien bereits bei Raumtemperatur ab. unkatalysierten Reaktion führten Reaktionen Cyclopentadien und Methacrolein Eine von Blindreaktion erwartungsgemass Lichteinstrahlung einen (ohne wurde ein et al. ihre Katalysator) hohen Umsatz änderte dies nicht Et30PF6-Aktivierung) 180 Kundig von (Nr. 2). nahezu und Acrolein lauft als thermische [4+2]- 96% In Zur Unterdrückung Ru-BIPHOP-F-katalyierten bei einer bei Temperatur von -20 °C durch. (Nr. 1, Tabelle 13). Auch einer Kontrollreaktion mit vollständiger Umsatz beobachtet Diels-Alder- ergab Raumtemperatur dieser ein in Schutz Komplex (Nr. 3). 24 2a h vor (ohne 3 Um zu obgleich Reaktionen ersten Rutheniumhalbsandwichkomplexe fähig sind, testen, ob die bei Experimente nach 24 h hoch bis sehr tief, im Falle der thermischen effektiv Raumtemperatur durchgeführt. Die quantitativ. von Cycloaddition wurden die Umsätze mit la und lb Die Diastereo- und Enantioselektivitâten waren waren mit la indes lb konnten keine Enantiomerenüberschüsse beobachtet werden. Tabelle 13: Diels-Alder-Reaktion von Cyclopentadien mit Acrolein: Aktivität." Katalysator II /\ O die Diels-Alder- katalysieren zu Katalyse + |_| f/N-CHO lV (4mol%) hACHO CH2C,2 f/> U/V'CHO + H endo exo vfr. 1 P* Et3OPF6 (Aq.) (Aq.) - t Ausbeute Umsatz exo:endo - - 24 RT 96 nb 24 RT 95 nb 24 RT 99 nb - - - - - la(l) 4 la(l) 1 24 -30 <1 nb 5 la 2 24 -30 <1 nb 44 -18 25 nb 15:85 44 -18 42 nb 14:86 6 7 - - - la(l) endo - 3 (2) ee exo b 2 T - nb nb nb - - - - - - - - nb nb [RuCl2(76-p-Cym)]2 (12 2 mg, 20 0 jumol, 1 Aq Ru) und la (21 6 mg, 40 0 jumol, 1 /flnol, 2 Aq ) wurden in CH2C12 (4 ml) gelost und 1 h bei RT gerührt Dann wurde Et3OPF6 (9 9 mg, 40 /flnol, 1 Aq oder 19 9 mg, 80 0 /flnol, 2 Aq ) zugegeben und die resultierende Losung 1 h bei RT gerührt Katalyse Acrolein (65 6 /A, 1 00 mmol, 25 Aq ) und Cyclopentadien (82 4 [A, 1 00 mmol, 20 Aq ) wurden zur Katalysatorlosung (40 0 /flnol, 4 mol%) gegeben und die Reaktionslosung bei RT gerührt t in nicht bestimmt h, T in °C, Umsatz, Ausbeute und ee in %, nb Reaktionslosung vor Lichteinstrahlung geschützt a Katalysatorherstellung Aq oder 43 2 mg, 80 0 = Die tiefe Katalysator asymmetrische 3 offensichtlich zu Induktion bei wenig aktiv ist, unkatalysierten Cycloaddition hinreichend thermischen Cycloadditionsreaktion durchgeführt. Bei dieser da aber Aktivität mehr von um die Diels-Alder-Reaktion beschleunigen. zu wurden Temperatur wurde lediglich Spuren Raumtemperatur weist darauf hin, dass der mit zwar Ligand keine la Zur gegenüber Unterdrückung Reaktionen bei der dieser -30 °C Hintergrundreaktion mehr beobachtet, Produkten erhalten wurden zeigt 3a demzufolge auch keine (Nr. 4 und 5). Blind- (ohne Katalysator) und Kontrollreaktionen (ohne Et30PF6-Aktivierung) bei -18 °C lieferten nach 44 h einen Umsatz von 25 resp. 42% (Nr. 6 181 3 Katalyse 7). Wenngleich auch bei dieser Temperatur noch eine signifikante Hintergrundreaktion und abläuft, wurde eine Reaktionstemperatur weitere von -18 °C und eine Reaktionsdauer von 48 h für Experimente gewählt. 3.2.3 Selektivität Wie bereits erwähnt Mit la und Et30PF6 Ligand die Enantioselektivitäten bei waren 1 (jeweils Äquivalent) Raumtemperatur sehr gering. wurden 12% erhalten (Nr. 8, Tabelle 14). Ein maximales exo/endo-V erhältnis zwei Äquivalenten EtaOPFô, allerdings Gegensatz lb, Cyclopropanierung zur sondern Verhältnissen la mit nur erhalten. Enantioselektivität von 17:83 resultierte mit Bicyclocarboxaldeyden (Nr. 9). wurden die besseren Resultate nicht mit dem lb Ligand von Temperatur 32% ee 13). Das exo/endo-Yerhältnis, vs. für das endo-Isomer ergab mit geringfügig Im sperrigeren besseren exolendo- racemische Produkte (Nr. 11 und 12). Bei einer tieferen 13 mit racemischen ee von -18 °C wurde mit Katalysator 3a die höchste erhalten, allerdings für das weniger gebildete exo-Isomer (Nr. war mit 27:73 aber als noch bei geringer Raumtemperatur (Nr. 8). Ligand lb lieferte bei -18 °C bessere Diastereoselektivitäten als la. Die Enantioselektivitäten waren aber marginal (Nr. 17). In den Blind- und Kontrollreaktionen wurde mit resp. ohne la bei -18 °C sogar eine höhere Diastereoselektivität beobachtet als mit gleichen Temperatur (Nr. 6 und 7 (Tabelle 13) jegwelcher l/Et30PF6-Kombination vs. 13 bis 18 bei der (Tabelle 14)). Dies könnte darauf hinweisen, dass Katalysator 3a weniger endo-selektiv ist als die thermische Cycloaddition. Sowohl mit la als auch mit lb wurde bei bevorzugte Bildung in der Raumtemperatur und bei -18 °C eine des kinetischen endo-Isomers, beobachtet. Im Gegensatz dazu liefern alle Einleitung (vgl. Kapitel 1.7.6) vorgestellten Katalysatorsysteme hochselektiv thermodynamische Systemen stärkere exo-Isomer das (bis 99.8%). Es wurde postuliert, dass bei Lewis-sauren sekundäre Orbitalwechselwirkungen unkatalysierten Diels-Alder-Reaktion.[514] Dies wäre eine auftreten Erklärung können für die als bei gesteigerte der endo- Selektivität. Die Abstraktion von beiden Chloroliganden mit EtaOPFô wirkt sich sowohl bei Raumtemperatur als auch bei -18 °C nachteilig auf die Selektivitäten Äquivalent la verwendet Cyclopropanierung 182 wird beobachtet (Nr. (vgl. 9 und Kapitel aus, sofern nur 1 14). Dieser Trend wurde bereits bei der 3.1.3). Durch die Verwendung von 2 Katalyse 3 Äquivalenten 10 und 16), la kann ein 15). Ein Ansatz aus tiefer als etwas was gewisser 2 Grad la und 1 Äquivalenten das beste Kombination mit lb lieferte in der 87% Enantioselektivitât wieder an hergestellt Resultat ist Äquivalent Et30PF6 ergab (32% ee, Cyclopropanierung gute Nr. werden (Nr. 27% (Nr. ee 13). Die entsprechende Enantioselektivitâten (86 resp. ee). Tabelle 14: Diels-Alder-Reaktion von Cyclopentadien mit Acrolein: Selektivität." Katalysator |_| rt-fN-CHO (4mol%) ^CHO ^\^ CH2CI2 exo P* Et3OPF6 (Aq.) (Aq.) 8 la(l) 1 24 RT 98 nb 9 la(l) 2 18 RT 90 10 la (2) 2 24 RT 11 lb(l) 1 24 12 lb(2) 2 13 la(l) 14 Nr. T t Ausbeute Umsatz CHO endo exo:endo ee exo endo 19:81 6 -12 nb 17:83 rac rac 93 nb 23:77 2 -8 RT 99 nb 12:88 rac rac 24 RT 99 nb 14:86 rac rac 1 48 -18 85 52 27:73 32 -8 la(l) 2 24 -18 99 45 25:75 2 -3 15 la (2) 2 48 -18 99 57 49:51 17 -5 16 la (2) 1 48 -18 86 nb 28:72 27 -7 17 lb(l) 1 48 -18 76 40 18:82 2 -2 18 lb 1 48 -18 69 nb 17:83 nb nb a (2) /umol, 1 Aq Ru) und Ligand (la 21 6 mg, 40 0 jumol, Aq jumol, Aq jumol, 1 Aq oder 51 2 mg, 80 0 jumol, 2 Aq ) wurden in CH2C12 (4 ml) gelost und 1 h bei RT gerührt Dann wurde Et3OPF6 (9 9 mg, 40 jumol, 1 Aq oder 19 9 mg, 80 0 jumol, 2 Aq ) zugegeben und die resultierende Losung 1 h bei RT gerührt Katalyse vgl Tabelle 13, Katalysatorherstellung [RuCl2(^ -p-Cym)]2 (12 1 Seite 181 oder 43 2 mg, 80 0 t in h, T in 2 °C, Umsatz, Ausbeute und 3.2.4 Lewisacidität und Bis , 2 mg, 20 0 lb ee in %, nb nicht bestimmt = Oxophilie auf eine Ausnahme haben die Katalysatoreffizienz nicht 25 6 mg, 40 0 vom Cyclopropanierungsreaktionen gezeigt, verwendeten dass die Chloridabstraktionsreagenz abhängig ist. Es wurden sowohl mit T1PF6 als auch mit Et30PF6 dieselben Aktivitäten und Selektivitäten beobachtet. Im Falle einer ausgeprägten Oxophilie von 3 würden bei einer Aktivierung von 2 183 3 Katalyse dem mit Meerwein-Derivat Cym)(l)(0Et2)]+ Molekul stark (Schema 95). gebunden ist, mehr denen von ^-Komplex Aktivität entstehen von Katalysator stets Aquakomplexen eine 3 auf weisen möglich.[327] Menge gewissen Cym)(l)(OH2)]+ dann, je nachdem NMR-Spektren der offenbar relativ stabil ist Ruthemumphosphoramiditkomplexe von Diese sind eine stark das Et20- Eigenschaften aufweisen, von oxophilen System vorhanden ist. die sich 3 wird aber ausschliesslich der (vgl. Kapitel 3.1.7). Dies kann selbst unter Wasser wie Dies und die tiefe beschrankte Lewisaciditat, resp. hin. Bei stark [RuC\(rf-p- Diethylether-Addukte oder weniger aktiv und können 3 unterscheiden. In gefunden, von entsprechende Et30PF6 Oxophilie ist sogar die Bildung Inertbedingungen möglich Komplexe des Typs der sein, da [RuCl(rf-p- wurden aber nicht beobachtet. r;'^ ~l r;'"^ PF6 (Sa,Rc,Rc)-2 Schema 95: Mutmasslicher Et20 Adduktkomplex Kundig[203204206515] phenyl)liganden steigerte BIPHOP-F Komplexe 11, 13, 15 und 17 Dadurch wurden in und [RuClC?/6 p mit Cym)(l)(OH2)]PF6 Hilfe Me4BIPHOP-F der die zweizahnigen Lewisaciditat Bis(pentafluoro- der entsprechenden (Abbildung 72). der Diels-Alder-Reaktion von Cyclopentadien und Methacrolein gute Ausbeuten und Selektivitäten erhalten. Dies trifft ebenfalls auf die Komplexe 18 und 19 zu, die von Oxophilie 184 Davies[207210] durch entwickelt wurden N-N-Chelatliganden erhöht. (Abbildung 72). Bei diesen System wird die 3 .---------jTI SbF6 V^_l S I 1 (C6F5)2P""Ru^O^ R y =/ J 11 Cp R <*K 13 Ind R J 15 Cp R 17 Ind R R jl R'^^t/^R Abbildung 72: Lewis-acide Eine weitere Dienophils dar Komplexierung für die Erklärung mit dem der 0H2 H == Me == == == H 18 N-N Me 19 N-N = = 'Pr-pymox 'Pr-benbox Rutheniumhalbsandwichkomplexe. (Abbildung Elektronenpaaren <SbFe)2 | / N Katalyse 73).[514] niedrige Dessen Aktivität stellt der Koordinationsmodus des Carbonylgruppe kann mit seinen nichtbindenden Lewissäurekomplex wechselwirken C=0-Doppelbindung möglich (if), ist aber auch eine es it- (if). »Hs rf -Komplex Abbildung 73: î] Die - und ^-Wechselwirkung Interaktion einer einer starken ^-Addukte bilden.1 Carbonylgruppe Im durch Falle eine Carbonylgruppe (Acrolein) Lewissäure ergeben, wohingegen Metallkomplexe 4] ^-Komplex wird mit einer üblicherweise Lewissaure einen ^-Komplexes wird die Aktivierung von -Komplex gewöhnlich Elektronendichte HOMOMetaii-LUMOcarbonyi-Wechselwirkung wiederum ist nicht hilfreich für die i] mit einer grösseren Elektronendichte für eines (LS). erhöht. der Dies «,/?-ungesättigten Carbonylen (z. B. Acrolein) gegenüber elektronenreichen Dienen (z. B. Cyclopentadien). Deshalb wird davon ausgegangen, dass in vorliegen. Komplex Arylethylgruppe saures katalytischen 3 weist eine auf und keine System sprechen Die Komplexe erhaltenen enantioselektiven Diels-Alder-Reaktionen ^-Wechselwirkung Et20-Komplexierung, ^-Komplexe zwischen dem Ruthenium und einer was demnach für ein wenig Lewis¬ könnte. Resultate 3 hin. Die bei -18 °C weisen auf eine durchgeführten geringe Oxophilie der synthetisierten Diels-Alder-Reaktionen laufen deshalb nicht 185 3 Katalyse nur Ruthenium-katalysiert, sondern auch thermisch ab, förderlich ist. Die bescheidene Enantioselektivität des stellt gegenwärtig Im gezogen gegeben. 186 nächsten Kapitel und Ausblick ein und wird eine auf Evans[201] 3a hochgradig Selektivitäten nicht von maximal 32% selektiven Systeme ee von dar. Schlussfolgerung mögliche für die Katalysators keine Konkurrenz für die aktiven und Kündig/203'204'206'5151 Davies[207-210] was aus Modifikationen den und vorgestellten weitere Resultaten Untersuchungen Kapitel 4 Schlussfolgerung und Ausblick Schlussfolgerung 4 4.1 Schlussfolgerung Die Zielsetzung dieser Arbeit Liganden die absolute Konfiguration kann. diesem Zu Zweck ([RuCi2(776-/?-Cym)(l)] hergestellt und in der pseudotetraedrische Rutheniumhalbsandwichkomplexe ergab mit nicht einzähnigem 1, In diesen ^-Wechselwirkung aber koordinativ sondern ungesättigte 18e~-Komplexe Halbsandwichkomplexen wird die des 16e~-Komplexe Typs [RuCl(^6- Koordinationssphäre zwischen dem Rutheniumatom und einer "freien" Arylgruppe gesättigt (Schema 96). Bei dieser Interaktion zur beobachtet.[498] Die zur Ruthemumphosphoramiditkomplexen (Sa,/?c,/?c)-3. ^-Koordination starke ^-Interaktion Möglichkeit in Stabilisierung verhältnismässig zur (Sa,Rc,Rc)-3 /^-Wechselwirkung Schema 96: öfters chiralen einem stereogenen Metallzentrum kontrolliert werden (Sa,Rc,Rc)-2 Eine einzähnigen asymmetrischen Katalyse eingesetzt. /?-Cym)(l,2-77-l-xP)]+ (3). 1 an ob mit einem ergründen, (2)) mit sterisch anspruchsvollen chiralen Phosphoramiditen (1) ([RuCl(îf-p-Cym)(l-kP)]+) durch eine war es zu wurden Chloridabstraktion Die von und Ausblick einer reaktiven ^-Wechselwirkung. einer 'baumelnden' Die Koordination Stabilisierung Anwendung Komplexe handelt von von es sich eine um ungesättigen Spezies, Dabei fungiert Arylgruppe frei nicht schwache sondern vielmehr um eine zweizähniger Chelatligand. wurde bisher erst in einem beweglichen elektronisch 1 als temporäre, aromatischen bietet eine Ringen ungesättigten Metallkomplexen, Beispiel was künftig kommen könnte. 2a und 3a sind trotz der Fällen wird eine Dissoziation des 18e-Konfiguration p-Cymolliganden beobachtet. nur bedingt stabil. In beiden Die resultierenden Komplexe 191 4 Schlussfolgerung und Ausblick [RuCl2(776-la-xP)] (4a) und la auf, womit dieser als [Ru2Ch(rf-la-KP)2](VF6)2 74: Tether der In aktivierten Ligand (5a,/?c^c) la Cyclopropanierung Komplexen nicht realisiert werden. m den von Komplexen (Sa,/?c,/?c) Styrol Aufgrund wurden 86 resp. 87% von eis-Selektivität angestrebte (Sa,/?c,/?c) 5a Ethyldiazoacetat mit 3 gute Enantioselektivitaten Die 4a und ee fur das eis- und (maximal 66 34) konnte indessen ^-Wechselwirkung der ausgeprägten diesen mit Katalysator weist 3 bescheidene Aktivität auf (maximal 47% Ausbeute). Auch niedriger in der Diels-Alder-Reaktion Cyclopentadien von Aktivitatslevel beobachtet. Dies weist auf Nach Chloridabstraktion mit Et30PF6 konnte ausgemacht durch den der von (Sa,Rc,Rc)-5a ?ra«s-Cyclopropan erhalten. nur eine ^-Koordination weisen eine zweizahniger Tether-higand agiert (Abbildung 74). (Sa,Rc>Rc)-4a Abbildung (5a) werden. Die tiefen Aktivität Hintergrundreaktion. die was wird Trotzdem NMR-Spektren begrenzte Oxophilie die thermische konnten Acrolein wurde beschrankte Lewisaciditat des Rutheniumzentrums Sättigung Chelatliganden 1, in eine und des von von ein 3 hin. 3 kein Et20-Addukt erfolgt demnach ausschliesslich Systems verdeutlicht. Aufgrund Cyclisierung Enantiomerenuberschusse signifikanten einer zu bis 32% ee erhalten werden, wennauch fur das weniger gebildete exo-Isomer. Demzufolge ist das Phosphoramidit von dessen Elektronenbedarf als zu stabilisieren, Phosphoramidite wobei nicht 1 fähig, 2e als -, 4e - oder "einzahnige Rutheniumatom möglich ist. Dennoch stellt mit einer eine oder in Abhängigkeit ^-Wechselwirkung fungiert. Daher Liganden" erachtet können werden. Die gewisse Kontrolle der Stereochemie Katalysator vorhandenen, sehr aktiven und selektiven Systemen dar. 192 rf- 8e -Donor chirale erreichten Selektivitäten machen deutlich, dass mit 1 am das Rutheniumzentrum zweizahniger Ligand als generell la 3 keine Alternative zu den bereits 4 Schlussfolgerung und Ausblick 4.2 Ausblick In Abhängigkeit Lösung oder auch der Natur von von 1 im Feststoff verschiedene Sowohl 2a als auch 3a verlieren über einen wird auch in Verbindungen praktischen Toluol- (C6H6) des Komplexen zu (TOL), Naphthalinliganden (CioHg) 75: Verschiedene einhergeht, Die dass (MES), sind fester gebunden was sich Stärke der Phosphoramiditliganden elektronische Effekte Rutheniumzentrum 'Butylgruppen was diese macht. Benzoloder (C6Me6) stabilisieren die (Abbildung 75). Ruthemumphosphoramiditkomplexe. der stabilisierenden Systems ^-Koordination ^-Wechselwirkung werden. berücksichtigt anspruchvollere ^-Koordination Dieser Möglichkeit dar, und stellen eine mit einem durch diesem gilt reduzierten Komplexes kann Zu ^-Interaktion in [RuCl(^6- markant erhöht. Dabei auf die Gesamtstabilität des variiert ein. es aber zu Chelateffekt auswirken kann. eine Zweck Abstimmung können sowohl des die als auch die Stickstoffsubstituenten verändert werden, wobei sterische und Binaphtholeinheit sterisch fur die Aktivität des negativ p-Cymolliganden. Hexamethylbenzol- zu 2 und 3 in Zersetzungsreaktionen Rutheniumarenkomplexe eines Arenaustauschs Schwächung schwache eine oder Zeitraum den längeren Mesitylen- Es wird erwartet, dass eine bedenken, synthetisierten Komplexe Umwandlungs- Vorläufern für diverse Arenliganden /?-Cym)(l,2-77-l-xP)]+ (3) die Typs [RuCl2(/?-Cym)(PR3)] leicht ausgetauscht, Phosphoramiditkomplexe bezüglich Abbildung gehen in Aminreste weniger nahe grösser, werden müssen. was an aufgrund Es des wird davon ausgegangen, beschränkten Raumes dass am dieses herankommen. Dadurch wird die Distanz für eine diese meto-Position Naphthyl)ethylamineinheit (vgl. lb). der schwächen dürfte. Phenylgruppen Mit Hilfe von Beispiele von la dafür oder elektronenziehenden sind eine sperrige Bis(l-(2- Gruppen (z. B. -F 193 4 Schlussfolgerung oder und Ausblick -CF3) könnte die cr-Donorkapazität des Arenethylringes würde in der Folge Zudem ist Substituenten ebenfalls es im zu Binaphtholrückgrat Änderungen im Phosphoramiditliganden Abbildung werden. sich beim neutralen ([RuCl(Cp)(l)]) würde die auf der Basis Aufgrund 194 erhöhen. Dabei sind von würde des einfach 76 plausibel. Abbildung Phosphoramiditliganden Kündigs zeigt einige Auch modifizierte basierend auf 1. des Typs [RuCl(Cp)(l)] negativ geladenen Cyclopentadienylrings handelt um eine 16e~-Spezies. ([RuCl(Cp)(l)]2) vorliegen. Monomerstruktur zu 1. Komplex [RuCl(Cp)(l)] oder dimerer Form analog Phosphoratoms erhöht.[203] Cyclopentadienylrutheniumkomplexe Chloridabstraktion ein sehr aktiver Schema 97: ^-Interaktion führen. BIPHOP-F die Acidität des Binaphthol Alternativ können auch 1 zu 76: Stensch und elektronisch modifizierte hergestellt 1 verkleinert werden. Dies denkbar, die Aktivität des Katalysators 3 durch elektronenziehende Perfluoroaryldiphosphinitligand sterische einer schwächeren von stabilisieren. Es wird Diese kann in Eine monomerer ^-Wechselwirkung erwartet, 16e~-Komplex resultiert (Schema 97). Cyclopentadienylrutheniumkomplexe mit Phosphoramiditligand (5,a,Äc^c)-la- dass es aus von einer 4 In unserer Stabilisierung Forschungsgruppe übertrugen des ungesättigten d6-Ruthenium(II)zentrums auf weitere aus [RhCi2(Cp*)(l)] Rhodiumzentrum beobachtet Abbildung = rf- Ubergangsmetalle. Im nach ^-Interaktion eine quadratisch planar Rhodium(lll), d6 Rhodium(l), d8 77: Rhodium(III) die und Rhodium(I)komplexe quadratisch-planaren COD, NBD) d8-Indium(I)komplex Abstraktion von la eines mit dem (Abbildung 77). pseudo-tetraednsch Auch (Dien ebenfalls wurde und Ausblick Prinzip der Mezzetti und Mitarbeiter das d6-Rhodium(III)komplex [RhCl(Cp*)(l,2-^-l-Äf)]S03CF3 Chloroliganden Schlussfolgerung weisen eine mit einer rf Wechselwirkung d8-Rhodium(I)dienkomplexe [Rh(Dien)(l,2-^-l-xf)] solche Stabilisierung ([IrCl(COD)(l]) auf eine auf. Zurzeit wird ^-Wechselwirkung ein entsprechender nach Chlondabstraktion untersucht. Die ihrer seit Phosphoramidithganden Komplexe die zu Synthese deren Einsatz Einfuhrung des in Vielzahl Fennga[378] Typs 1 sind offensichtlich stabilisieren, wobei einer durch sie als von neuen in der als erachteten Lage, elektronisch ungesättigte zweizahnige Chelatliganden und interessanten einzahnig agieren. Dies ermöglicht Ubergangsmetallkatalysatoren und metallspezifischen katalytischen Anwendungen. 195 Kapitel 5 Experimenteller Teil 5 5.1 Allgemeine 5.1.1 Experimenteller Teil Methoden Lösungsmittel und Chemikalien Lösungsmittel: Die verwendeten Reinigung dem Lösungsmittel verwendet. Für luft- und Gebrauch unter Standardverfahren[516] Na/Benzophenon; MeOH, von den Firmen Dr. bezogen. Für Argonatmosphäre A über einem Et20, (THF, EtOH und CH2CI2 über Glaser AG luft- feuchtigkeitsempfindliche Argonatmosphäre destilliert Qualität puriss. p.a. und wurden ohne weitere der waren von destilliert vor geeigneten Trocknungsmittel nach Hexan Pentan, und Toluol über CaH2). Deuterierte Lösungsmittel wurden (CDCI3) und Cambridge Isotope Laboratories (CD2CI2) feuchtigkeitsempfindliche und Reaktionen wurden sie (CDCI3: neue Substanzen wurden sie unter Flasche; CD2CI2: CaH2) und über Molekularsieb 4 {Lancaster) aufbewahrt. Kommerziell erhältliche Substanzen und wurden ohne weitere Reinigung waren von verwendet der Qualität purum, puriss. oder puriss. p.a. (sofern nicht anders angegeben). Chemikalien: Die folgenden Chemikalien wurden von den aufgelisteten Firmen bezogen: (tf,tf)-(+)-Bis(l-phenylethyl)amin-hydrochlorid (Aldrich, 97%), (5,5)-(-)-Bis(l-phenylethyl)amin-hydrochlorid (Aldrich, (/?,/?)-(-)-Bis(l-(l-naphthl)ethyl)amin-hydrochlorid 97%), (Aldrich, 98%), (5,5)-(+)-Bis(l-(l-naphthl)ethyl)amin-hydrochlorid (Aldrich, 98%), (R)-(+)- l,l'-Bi(2-naphthol) (Fluka, puriss., >99.0%), (5)-(-)-l,l'-Bi(2-naphthol) (Fluka, puriss., >99.0%), Phosphortrichlorid (Fluka, purum, >97%), Triethylamin (Aldrich, Reagenz Plus, 99.5%) (wurde unter Argonatomsphäre Butyllithium-Lösung (Fluka, Chemical Co.), (Aldrich) (wurde -1.6 M in (R)-(-)-or-Phellandren unter destilliert und 4 A MS (Lancaster) aufbewahrt), n- Hexan), Ruthenium(III)chlorid-trihydrat (Pressure (Fluka, techn., Argonatomsphäre destilliert aufbewahrt), Styrol (Fluka, puriss., >99.5%), -50%), und über Diazoessigsäureethylester 4 A MS (Lancaster) a-Methylstyrol (Aldrich, 99%), «-Dekan (Aldrich, 99+%), «-Dodekan (Fluka, purum, >98%), Triethyloxoniumhexafluoro-phosphat (Fluka, purum, 95.0%), Thallium(I)hexafluorophosphat (Strem Chemicals, >98%; AlfaAesar, 97%; ABCR, 99%), Acrolein (Fluka, prakt, -95%)), Cyclopentadien (durch Cracken Dicyclopentadien (Fluka, purum, >95.0%) hergestellt; wurde unter Argonatmosphäre von bei 199 5 Teil Experimenteller -80 °C aufbewahrt), (2tf,4tf)-Pentan-2,4-diol (Fluka, purum, >98.0%)), Triethylorthoformiat (Fluka, purum, >99%)),/?ara-Toluolsulfonsäure (Aldrich, 98.5%). Folgende Verbindungen wurden nach Literaturangaben hergestellt: ^^c^^-O^'-Cia'-Binaphthyl^^'-diyO-MAf-bisCl-phenylethyOphosphoramidit (la),[379] (^^c^^-CO'-Cia'-Binaphthyl^^'-diyD-MAf-bisCl-phenylethy^phosphoramidit (la"),[379] (5a,/?c,^c)-CO'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-Af,Af-bis(l-(l-naphthyl)ethyl)phosphoramidit (lb),[379] amidit (5a,5c,5c)-0,0'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-Af,Af-bis(l-(l-naphthyl)ethyl)phosphor- (lb'),[379] (/?a,5c,5c)-0,0'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-Af,Af-bis(l-(l-naphthyl)ethyl)- phosphoramidit (lb"),[379] Di-//-chlorobis(chloro(776-/?-cymol)ruthenium(II)).[69] 5.1.2 Arbeitstechniken Reaktionen: Alle Reaktionen mit luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Substanzen wurden unter Argon- (Schlenk-Technik) oder Stickstoff- (Glovebox) Atmosphäre durchgeführt. Dabei wurden Schutzgas destillierte Trockenschrank Lösungsmittel (MMM verwendet. Die Glaswaren Ecocell bei 111) 160 Hochvakuum/Schutzgas abgekühlt. Argon, Stickstoff, Pangas bezogen. Temperaturen höher als 3001 K (Möller) wurden in einem ausgeheizt °C (-78 °C) oder einem Julabo Kühlaggregat Reaktionen wurden mit Aluminiumfolie Kühlung Heidolph Heizrührer MR mit einer FT 901 erzielt. vor Licht unter von RT wurden mit einem RT wurden durch und Helium und Wasserstoff wurden (Silikonöl oder Quarzsand) mit Temperaturfühler (Heidolph Temperaturen tiefer als unter 3001) erreicht. EKT !PrOH/Trockeneis-Mischung Lichtempfindliche Substanzen und geschützt. Hochvakuum: Zum Betreiben (Ley bold Tri vac der Vakuum/Argon-Linie wurde eine Oldiffusions-Hochvakuumspumpe D4B) verwendet, welche die Herstellung eines Vakuums von 10"2—10"3 mbar (Detektor: Leybold Thermovac TM20 ) ermöglichte (HV). Glovebox: Die Gloveboxen einen 200 Überdruck war von von der Firma MBraun 2.0 mbar. (MB 150B-G und Lab Master 130) und hatten 5 Experimenteller Teil Säulenchromatographie : Säulenchromatographie (FC) Für die wurde Kieselgel 60 (40-63 /um) oder Aluminiumoxid (Alox) Typ 507 neutral (50-150 jura, Brockmann Aktivitätsstufe I) wurden sowohl technische (Liganden) als auch absolute von Fluka eingesetzt. Lösungsmittel (Komplexe) Es und ein Überdruck (Druckluft, 0.1-0.3 bar) verwendet. Rotationsverdampfer: Einengen Zum kontroller wurde ein Rotationsverdampfer (RV) (Rotavapor R-200) mit Vakuum¬ (Vacuum Controller B-720) und Heizbad (Heating Bath B-490, destilliertes Wasser) der Firma Büchi eingesetzt. Haus vakuum: Für das laborinterne Vakuum pumpe (Vacuumbrand CVC (Hausvakuum/Mediensäulen) wurde eine Membran-Vakuum¬ 2) verwendet, welche die Herstellung eines Vakuums 10 von ca. ermöglichte. mbar Filtration: T1C1 (feiner weisser Feststoff, Nebenprodukt der Chloridabstraktion mit T1PF6) wurde durch Filtration mit Analytik 5.1.3 Target Spritzenvorsatzfiltern (PVDF, 0.45 jum, 25 mm) der Firma Morvay GmbH aus den Analytische Reaktionslösungen entfernt. Methoden Ausbeute: Sofern nicht anders erwähnt, sind die angegebenen Ausbeuten die der isolierten Produkte. In XH NMR bestimmt. wurden auf einem Griffin Melting Point bestimmt. Die den anderen Fällen wurden die Ausbeuten, mittels GC, GC-MS oder Schmelzpunkt: Schmelz- und Apparatus Zersetzungspunkte/-bereiche (Smp.) MPA350-Schmelzpunktapparatur mit offenen Kapillaren Temperaturangabe ist nicht korrigiert. Dünnschichtchromatographie : Für die cm) Dünnschichtchromatographie (DC) von Merck mit einer Schichtdicke wurden von 0.25 Kieselgel mm 60 F254 Fertigglasplatten (20x20 verwendet. Die Detektion erfolgte mit 201 5 Experimenteller Teil UV-Licht (254 nm, und/oder Camag) Entwicklung mit "Mostain" (10 g [(NH4)6Mo7024)-4 H20, 0.4 g Ce(S04)2-4 H20, 10 ml konz. H2S04, 180 ml H20). Es ist der Rf und das entsprechende Lösungsmittel/-gemisch angegeben. Optische Drehung: Die optischen Dreh werte [a]v wurden auf einem Perkin £7mer-Polarimeter 341 mit einer 1 dm-Zelle bei 589 Konzentration (Na/Hal) und nm -1 -9 (c) in 10" entsprechenden Lösungsmittels (CHCI3 des g-ml" RT gemessen. Es sind die absoluten Werte und die oder CH2C12) angegeben. NMR: Standard XH, ^C^H} ^P^H} und Avance DPX 250- (Frequenzen 300- in (Frequenzen (Frequenzen 500- in MHz: MHz: 13C: 75.48), 121.51, 500.23, 31P: TL bei RT Temperaturen unterhalb Avance DPX Avance DRX 400- und Avance DRX- 13C: 125.78) Spektrometern 202.50, (sofern gemessen nicht anders im vermerkt). ^h/H-COSY, ^/H-NOESY, 31P,1H-HMQC, Korrelationsexperimente ^C/H-HMQC, ^C/H-HMBC)14741 gemessen. XH: 250.13, 31P: 101.25, 13C: 62.90), 300.13, 31P: TL Lösungsmittel Zweidimensionale in MHz: XH: 400.13, 31P: 161.98, 13C: 100.61, 19F: 376.50) in (Frequenzen angegebenen MHz: wurden auf Bruker Kernspinresonanz-Spektren (NMR) wurden auf dem RT wurden durch Avance 500- DRX Evaporation von Spektrometer flüssigem Stickstoff erreicht. Als Software wurde XWIN-NMR Version 3.5 verwendet. Es sind die chemischen Verschiebungen S'm = 0 ppm, für Referenzierung ppm relativ CDCI3) und für t: Triplett, 31P{1H}NMR q: Kopplungskonstanten auf verschiedenen TMS "C^H} Lit.[517]. Signalmultiplizitäten Dublett, zu angegeben: NMR interne Referenzierung J sind in Hz Verschiebungen (vorallem angegeben. Aufgrund mit folgt abgekürzt: 3 P der m: s: Singulett, Multiplett, gemessen aus d: br.: breit. Tatsache, dass etliche Produkte jeweils unterschiedlichen Frequenzen (meistens 500-Spektrometer) bei externe (85% H3PO4: S= 0 ppm). Andere Lösungsmittel sind Quartett, quint.: Quintett, sept.: Septett, Avance DPX 300- und DRX XH (TMS: 8 (CDC13: S= 77.16 ppm, für CDC13), und -formen wurden wie Spektrometern für Bruker wurden, können die chemischen NMR-Spektren) Abweichungen (von bis zu AS= 2 ppm) aufweisen. PGSE: PGSE-Diffusionsmessungen gemessen. Es sind die 202 wurden auf hydrodynamischen dem Bruker Avance DRX 400-Spektrometer Radien rH in A und die Diffusionskoeffizienten D in 5 -10"10 m2-s_1 angegeben. Kapitel 5.6 den zu ist in PGSE-Messungen NMR: ^^F-HOESY NMR-Messungen Spektrometer 800 betrug Beschreibung gegeben.[474] ^/VHOESY Die Eine detaillierte Teil Experimenteller doppelt abgestimmten IX/-Probenkopf durchgeführt. mit einem und ms wurden wurden auf dem Bruker Avance DRX 400- 32 wurden es Messungen für der jedes 1024 Die Mischzeit Inkremente t; aufgenommen.[474] Infrarotspektroskopie : wurden auf einem Perkin Elmer FT-IR Infrarotspektren (IR) Perkin Elmer, Csl-Presslinge (Presse: sind die mittel, Absorptionsmaxima w: v 104 kg) cm"1 in im Bereich Paragon 1000-Spektrometer als 4000-200 cm" von gemessen. Es (s: stark, und die relative Intensität der Banden m: schwach, br. : breit) angegeben. Massenspektrometrie : wurden Massenspektren (MS) Massenspektrometrischen-Service ETH Zürich gemessen. Die Organische Chemie, MAT vom ESI-Spektren wurden auf einem TSQ 7000-Massenspektrometer bei 2 kV gemessen, die einem IonSpecUltima DCTB- HR des Laboratoriums für Finnigan HR M ALDI-Spektren auf MALDI-FT-ICR-Massenspektrometer bei 4.7 Tesla mit einer (Fluka, puriss. p.a., >99.0%) oder 3-HPA- (Fluka, puriss. p.a., >99.0%) Matrix. Es sind die m/z Signale, die relative Intensität in % und die Interpretation angegeben. Elementaranalyse : Laboratoriums für (Kohlenstoff), Abweichung von 0.3% ETH Zürich gemessen. Die 900-Analysator durchgeführt. (Wasserstoff) H Mikroelementaranalytischen-Service vom Organische Chemie, wurden auf einem Leco CHN C wurden (EA) Elementaranalysen und (Stickstoff) N des Verbrennungsanalysen Es wurden jeweils bestimmt und die Elemente eine maximale (für jedes gemessene Element) toleriert. Gaschromatographie : Umsatz, Ausbeute, propanierungen bestimmt. Diastereoselektivität wurden Achirale mittels Injektion: Split, 15 Gaschromatographie (GC) GC-Analyse: ThermoQuest Macherey-Nagel Optima S (25 ml-min" , m Enantiomerenüberschüsse und Länge, 0.25 200 °C. GC mm 8000 mit internem der Cyclo- Standard Top-Gaschromatograph. (IS) Säule: Innendurchmesser, 0.25 jum Filmdicke). Trägergas: Helium, konstanter Druck, 100 kPa. 203 5 Experimenteller Teil Ofentemperatur: Temperaturprogramme: siehe Kapitel Luft/H2, 250 ThermoFinnigan AS Chirale °C. TraceGC 2000-Autosampier. in SPB-35 Cyclodextrin ThermoQuest GC-Analyse: ultra-Gaschromatograph Supelco ß-Dex Säule: 5.4.4. Detektion: FID, 250/30 kPa mit 120 GC ThermoQuest (ungebunden, resp. 20% Poly(35% diphenyl-/65% dimethylsiloxan)) (30 Innendurchmesser, 0.25 //m Filmdicke). Injektion: Split, 42 ml-min" Helium, konstanter Fluss, Kapitel Die 1.4 ml-min" , Series- und ThermoFinnigan permethyliertes m Länge, 0.25 200 °C. b- mm Trägergas: Ofentemperatur: Temperatur-programme: siehe . ml-min"1 Luft/H2, 5.4.4. Detektion: FID, 350/35 Molekulare 2000 Trace 250 °C. Modelierung: Berechnungen wurden mit CERIUS2 und Standard Ruthenium-Naphthyl-^-Wechselwirkung wurde als UFF-Einstellungen durchgeführt. Metall-Olefin-Bindung Die modeliert. Kristallographie : Sämtliche Kristalle konzentrierten wurden entweder CILC^-Lösungen, die 5.3 Kapitel aufgeführt. enantiomerenreinen einer vorsichtig Röhrchen (5 mm) gewonnen. Substanz-, in aus In den meisten Fällen entsprechenden enantiomerenreinen mindestens teilweise. Strukturen Francesco Chemie, Camponovo, ETH Zürich) Integration gemessen und ORTEP 32 gemessen. Das wurde mit SAINT Verfeinerung auf F2 wurden gelöst. 204 aus von Kristallisationszeiten sind die Kristallisationsversuche mit Analoga (hergestellt durch im Verhältnis Sebastian 1:1) gelangen diese Gischig, Isabelle Haller, (Laboratorium für Anorganische Die Kristallstrukturen wurden auf einem Bruker (mit CCD-Detektor, Graphit-Monochromator und Programm SMART diente der Datenaufzeichnung, die durchgeführt. Das Lösen der Struktur wurden mit SHELXTL 97 (direkte Methode) und erreicht, Modelldarstellungen wurden mit gemacht. Die bereits bekannten Substanzen wurden Number Liganden Pietro Butti und Antonio Mezzetti SMART APEX Platform-Diffraktometer Mo-Kj-Bestrahlung) waren Mit den racemischen Mischen der oder mit Hexan überschichtet wurden, in NMR- Lösungsmittelmengen und Komplexen ohne Erfolg. Die !PrOH-Lösung konzentrierten nur spektroskopisch (RN) des Chemical Abstracts (CA) wurde angegeben. charakterisiert. Die Registry 5 5.2 Experimenteller Teil Phosphoramiditliganden 5.2.1 Chirale Amine (fl,fl)-(+)-Bis(l-phenylethyl)amin(a)[518] Mf: Ci6Hi9N Mm: 225.33 g-moT1 (/?,/?)-(+)-Bis(l-phenylethyl)amin-hydrochlorid (3.20 g, mmol) wurde in einem 1:1 12.2 Et20/H20-Gemisch (40 ml) suspendiert und anschliessend wurde fein gemörsertes NaOH (0.880 g, 22.0 mmol, 1.8 Suspension Äq.) wurde 2 h bei RT die zwei Phasen getrennt, die in 20 Portionen während 10 min gerührt, wobei der Feststoff nach 1 h wässrige Phase mit Et20 Et20-Extrakte über MgS04 getrocknet, filtriert, Amin 6.9, am gelöst Die resultierende war. Dann wurden (3x15 ml) extrahiert, die vereinigten RV eingeengt und am HV getrocknet. (R,R)-a wurde als zähflüssiges gelbliches Öl erhalten. Ausbeute: 2.72 g JH zugegeben. NMR (99%). (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 7.45-7.27 (m, 10H, NHCtf(Ph)(CH3)); 1.50 (br. s, 1H, arom. NtfCH(Ph)(CH3)); Ph-H); 3.49 (q, 2H, 1.20 (d, 6H, J = J = 6.9, NHCH(Ph)(C//3))- Die spektroskopischen Daten stimmen mit Lit.[473] überein. Die Substanz ist schon bekannt: RN 23294-41-9. 205 5 Experimenteller Teil (S,S)-(-)-Bis(l-phenylethyl)amin(a") Mf: Ci6Hi9N Mm: 225.33 g-mol"1 (S,S)-(-)-Bis(l-phenylethyl)amin-hydrochlorid (966 3.69 mg, mmol) wurde in einem 1:1 Et20/H20-Gemisch (12 ml) suspendiert und anschliessend wurde fein gemörsertes NaOH (266 mg, 6.65 mmol, 1.8 Suspension Äq.) in 10 Portionen während 9 min wurde 2.5 h bei RT gerührt, wurden die zwei Phasen getrennt, die vereinigten Et20-Extrakte über wobei der Feststoff nach 1 h wässrige Phase mit Et20 MgS04 getrocknet, filtriert, Die resultierende zugegeben. am gelöst war. Dann (3x15 ml) extrahiert, die RV eingeengt und am HV getrocknet. Amin (5,5)-a" wurde als gelbliches Öl erhalten. Ausbeute: 823 mg JH 6.8, NMR (99%). (250.13 MHz, CDC13, 25 °C): 7.39-7.19 (m, 10H, NHŒ(Ph)(CH3)); 1.60 (br. s, 1H, NtfCH(Ph)(CH3)); NHCH(Ph)(Œ3))- Die spektroskopischen Daten stimmen mit Lit.[518] Die Substanz ist schon bekannt: RN 56210-72-1. 206 arom. überein. Ph-H); 3.51 (q, 2H, 1.28 (d, 6H, J = J = 6.8, 5 Experimenteller Teil (fl,fl)-(-)-Bis(l-(l-naphthl)ethyl)amin(b) Mf: C24H23N Mm: 325.45 g-mol"1 (/?,/?)-(-)-Bis(l-(l-naphthl)ethyl)amin-hydrochlorid (901 mg, 2.49 mmol) wurde in einem 1:1 Et20/H20-Gemisch (12 ml) suspendiert und anschliessend wurde fein gemörsertes NaOH (179 mg, 4.48 mmol, 1.8 Suspension Äq.) wurde 2 h bei RT die zwei Phasen getrennt, die in 10 Portionen während 10 min gerührt, wobei der Feststoff nach 1 h wässrige Phase mit Et20 Et20-Extrakte über MgS04 getrocknet, filtriert, Amin NMR (m, 6H, arom. am RV gelöst Die resultierende war. Dann wurden (3x15 ml) extrahiert, die vereinigten eingeengt und am HV getrocknet. (R,R)-b wurde als zähflüssiges gelbliches Öl erhalten. Ausbeute: 802 mg JH zugegeben. (99%). (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 7.86 (dd, 2H, / arom. Np-H); Np-H); 7.24 NHC#(Np)(CH3)); 7.54 (t, 2H, J (ddd, 2H, J 1.82 (br. s, = = 7.7, arom. Np-H); 1.3, 6.9, 8.4, 1H, = arom. 1.0, 8.2, 7.40 arom. (ddd, 2H, J Np-H); NtfCH(Np)(CH3)); 1.48 4.53 (d, 7.83-7.72 Np-H); = 1.1, 6.9, 8.0, (q, 2H, 6H, J J = = 6.7, 6.7, NHCH(Np)(C//3))- Die spektroskopischen Daten stimmen mit Lit.[519] überein. Die Substanz ist schon bekannt: RN 165106-01-4. 207 5 Experimenteller Teil (S,S)-(+)-Bis(l-(l-naphthl)ethyl)amin(b")' Mf: C24H23N Mm: 325.45 g-mol"1 (S,S)-(+)-Bis(l-(l-naphthl)ethyl)amin-hydrochlorid (946 mg, 2.61 mmol) wurde in einem 1:1 Et20/H20-Gemisch (12 ml) suspendiert und anschliessend wurde fein gemörsertes NaOH (190 mg, 4.75 mmol, 1.8 Suspension Äq.) wurde 2 h bei RT die zwei Phasen getrennt, die in 12 Portionen während 9 min gerührt, wobei der Feststoff nach 1 h wässrige Phase mit Et20 Et20-Extrakte über MgS04 getrocknet, filtriert, Amin NMR arom. 2H, J am RV Dann wurden eingeengt und am HV getrocknet. (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 7.94-7.73 (m, 8H, Np-H); = (99%). 7.42 (t, 2H, J = 7.7, arom. Np-H); 6.6, NHŒ(Np)(CH3)); 1.95 (br. s, spektroskopischen Daten stimmen mit arom. 7.25 (t, 2H, J = Np-H); 7.6, 7.57 (t, 2H, J arom. Np-H); Lit.[407] überein. = 7.7, 4.57 1H, N//CH(Np)(CH3)); 1.52 (d, 6H, J Die Substanz ist schon bekannt: RN 222180-06-5. 208 war. (3x15 ml) extrahiert, die vereinigten NHCH(Np)(Œ3))- Die gelöst Die resultierende (5,5)-b" wurde als gelbliches Öl erhalten. Ausbeute: 842 mg *H zugegeben. = (q, 6.6, 5 5.2.2 Experimenteller Teil Phosphoramiditliganden (Sa,^c,^c)-0,0'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-A^,A^-bis(l-phenylethyl)phosphoramidit (la)[379] / Mf: C36H30NO2P Mm: 539.61 \ g-mol"1 Et3N (3.61 ml, 25.9 mmol, 2.2 Äq.) und PC13 (1.13 ml, 13.0 mmol, 1.1 Äq.) wurden in Toluol (20 ml) gelöst und auf-60 °C gekühlt. (S)-(-)-l,l'-Bi(2-naphthol) (3.61 g, 12.6 mmol, 1.1 Äq.) wurde in Toluol (120 ml) bei 60 °C gelöst und während 30 min Lösung getropft. Die resultierende Lösung wurde aufgewärmt (1.75 h) 1.0 Äq.) und filtriert. wurde in THF kalten zur langsam gerührt, langsam (/?,/?)-(+)-Bis(l-phenylethyl)amin (a) (2.65 gekühlt. Dann wurde die filtrierte Aminlösung getropft, aufgewärmt (1.5 h) auf RT gekühlten PCI3auf RT g, 11.8 mmol, (40 ml) gelöst, tropfenweise mit "BuLi (7.34 ml, 11.7 mmol, 1.0 versetzt und auf -40 °C 1 h 2 h bei -60 °C zur Lösung wurde über Celite filtriert, die resultierende und 15 h bei RT am RV eingeengt Äq.) Phosphorylchloridlösung während min bei -40 °C gerührt, Lösung 30 gerührt. Die resultierende und mittels FC dickflüssige (SiC>2, Hexan/CH2Ci2 3:1) gereinigt. Phosphoramidit (Sa,Rc,Rc)-l& wurde Ausbeute: 3.21 g NMR (51%). (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 8.00-7.88 (m, 4H, arom.H);4.52 (,(dq, 2H, arom.H);4.52 JH als weisses Pulver erhalten. 3/h,h = 7.1, 3/P,H = arom. H); 7.64-7.07 (m, 18H, 11.6, NC#(Ph)(CH3)); 1.74 (d, 6H, J = 7.1, ^P^U}NMR ^P^U}NMR NCH(Ph)(C//3))(i:(121.51 MHz, CDC13, 25 °C): 145.4 (s). PGSE: Die Ligand (XH NMR, spektroskopischen 400.13 MHZ, CD2C12, 2 Daten stimmen mit Lit.[379] mM): rH = 5.3 (D = 10.06). überein. Die Substanz ist schon bekannt: RN 497883-22-4. 209 5 Experimenteller Teil (Äa,Sc,Sc)-0,0'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-A^,A^-bis(l-phenylethyl)phosphoramidit (la")[379] ^\ Mf: C36H30NO2P Mm: 539.61 g-mol"1 Et3N (1.13 ml, 8.11 mmol, 2.2 Äq.) und PC13 (364 ß, 4.17 mmol, 1.1 Äq.) wurden in Toluol (7 ml) gelöst und auf-70 °C gekühlt. (#)-(+)-l,l'-Bi(2-naphthol) (1.16 g, 4.05 mmol, 1.1 Äq.) wurde in Toluol getropft. (34 ml) bei 60 °C gelöst und während 8 min Die resultierende Lösung wurde 2 h bei -70 °C zur gekühlten PCl3-Lösung gerührt, langsam auf RT aufgewärmt (2.5 h) und filtriert. (5,5)-(-)-Bis(l-phenylethyl)amin (a") (852 mg, 3.78 mmol, 1.0 wurde in THF (14 ml) gelöst, tropfenweise mit "BuLi (2.36 ml, 3.78 mmol, 1.0 und auf-40 °C zur kalten auf RT gekühlt. Dann wurde die filtrierte die resultierende Aminlösung getropft, aufgewärmt (1.5 h) wurde über Celite filtriert, und 15 h bei RT am RV versetzt Phosphorylchloridlösung während 15 min min bei -40 °C gerührt, langsam Lösung 30 gerührt. eingeengt Äq.) Äq.) Die resultierende und mittels FC dickflüssige Lösung (SiC>2, Hexan/CH2Ci2 3:1) gereinigt. Phosphoramidit (/?a,5c,5c)-la" Ausbeute: 721 mg JH NMR arom. wurde als weisses Pulver erhalten. (35%). (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 8.07-7.88 (m, 4H, H); 4.52 (dq, 2H, 3/h,h = 7.1, 3/P,H = Die (121.51 MHz, CDC13, 25 °C): 145.4 (s). spektroskopischen Daten stimmen mit Lit.[ 20] Die Substanz ist schon bekannt: RN 209482-28-0. 210 H); 7.64-7.07 (m, 18H, 11.6, NŒ(Ph)(CH3)); 1.74 (d, 6H, J NCH(Ph)(C//3))- ^P^U} NMR arom. überein. = 7.1, 5 Experimenteller Teil (Sa,^c,^c)-0,0'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-A^,A^-bis(l-(l-naphthyl)ethyl)phosphoramidit (lb)[379] Mf: C44H34NO2P Mm: 639.73 g-mol"1 Äq.) Et3N (770 ß\, 5.52 mmol, 2.2 und PC13 (242 ß, 2.77 mmol, 1.1 Äq.) wurden in Toluol ml) gelöst und auf-60 °C gekühlt. (5)-(-)-l,l'-Bi(2-naphthol) (795 mg, 2.78 mmol, 1.1 wurde in Toluol getropft. (26 ml) bei 60 °C gelöst und während 2 min Die resultierende Lösung wurde 2 h bei -60 °C zur gerührt, langsam auf RT (10 ml) gelöst, tropfenweise mit "BuLi (1.61 ml, 2.58 mmol, 1.0 und auf -40 °C zur kalten auf RT gekühlt. Dann wurde die filtrierte Aminlösung getropft, aufgewärmt (1.1 h) wurde über Celite filtriert, die resultierende und 19 h bei RT am RV aufgewärmt Äq.) Äq.) versetzt Phosphorylchloridlösung während 10 min min bei -40 °C gerührt, langsam Lösung 70 gerührt. eingeengt Äq.) gekühlten PCl3-Lösung (1.4 h) und filtriert. (tf,tf)-(-)-Bis(l-(l-naphthl)ethyl)amin (b) (840 mg, 2.58 mmol, 1.0 wurde in THF (5 Die resultierende und mittels FC dickflüssige Lösung (SiC>2, Hexan/CH2Ci2 2:1) gereinigt. Phosphorami dit (Sa,/?c^c)-lb Ausbeute: 961 mg JH NMR arom. (58%). (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 8.09-7.16 (m, 24H, H); 5.60 (quint., 2H, / ^P^U} NMR PGSE: Ligand Die wurde als weisses Pulver erhalten. = arom. 7.1, NCtf(Ph)(CH3)); 1.79 (d, 6H, / = H); 6.76 (t, 2H, J = 7.7, 7.1, NCH(Ph)(C#3))- (121.51 MHz, CDC13, 25 °C): 148.4 (s). (XH NMR, spektroskopischen 400.13 MHZ, CD2C12, 2 Daten stimmen mit Lit.[379] mM): rH = 5.7 (D = 9.44). überein. Die Substanz ist schon bekannt: RN 342813-25-6. 211 5 Experimenteller Teil (Sa,Sc,Sc)-0,0'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-A^,A^-bis(l-(l-naphthyl)ethyl)phosphoramidit (lb')[379] Mf: C44H34NO2P Mm: 639.73 g-mol"1 Et3N (800 ß, 5.74 mmol, 2.2 Äq.) und PC13 (252 ß, 2.89 mmol, 1.1 Äq.) wurden in Toluol ml) gelöst und auf-70 °C gekühlt. (5)-(-)-l,l'-Bi(2-naphthol) (803 mg, 2.80 mmol, 1.1 wurde in Toluol getropft. (28 ml) bei 60 °C gelöst und während 8 min Die resultierende Lösung wurde 2 h bei -70 °C zur gerührt, langsam auf RT (9 ml) gelöst, tropfenweise mit "BuLi (1.63 ml, 2.61 mmol, 1.0 und auf-40 °C zur kalten auf RT gekühlt. Dann wurde die filtrierte Aminlösung getropft, aufgewärmt (2 h) die resultierende und 16 h bei RT wurde über Celite filtriert, am RV aufgewärmt Äq.) Äq.) versetzt Phosphorylchloridlösung während 15 min min bei -40 °C gerührt, langsam Lösung 50 gerührt. eingeengt Äq.) gekühlten PCl3-Lösung (1.75 h) und filtriert. (5,5)-(+)-Bis(l-(l-naphthl)ethyl)amin (b') (851 mg, 2.61 mmol, 1.0 wurde in THF (5 Die resultierende und mittels FC dickflüssige Lösung (SiC>2, Hexan/CH2Ci2 2:1) gereinigt. Phosphoramidit (Sa,ScSc)-lb' Ausbeute: 1.07 g JH NMR arom. 6H, J ^P^U} Die (64%). (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 8.06 (d, 1H, J H); 7.76-7.03 (m, 24H, = wurde als weisses Pulver erhalten. arom. 8.7, H); 5.48 (quint., 2H, J 7.2, NCH(Ph)(C//3))NMR (121.51 MHz, CDC13, 25 °C): 154.2 (s). spektroskopischen Daten stimmen mit Lit.[407] Die Substanz ist schon bekannt: RN 342813-26-7. 212 = überein. arom. = H); 7.96 (d, 1H, J = 8.1, 7.2, NŒ(Ph)(CH3)); 1.72 (d, 5 Experimenteller Teil (Äa,Sc,Sc)-0,0'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-A^,A^-bis(l-(l-naphthyl)ethyl)phosphoramidit (lb")[379] Mf: C44H34NO2P Mm: 639.73 g-mol"1 Et3N (900 ß, 6.46 mmol, 2.2 Äq.) und PC13 (284 ß, 3.26 mmol, 1.1 Äq.) wurden in Toluol ml) gelöst und auf-65 °C gekühlt. (#)-(+)-l,l'-Bi(2-naphthol) (903 mg, 3.15 mmol, 1.1 (32 ml) bei 60 °C gelöst und während 10 min wurde in Toluol getropft. Die resultierende Lösung wurde 2 h bei -65 °C zur gerührt, langsam auf RT (11 ml) gelöst, tropfenweise mit "BuLi (1.84 ml, 2.94 mmol, 1.0 und auf -40 °C zur kalten auf RT gekühlt. Dann wurde die filtrierte Aminlösung getropft, aufgewärmt (1.5 h) wurde über Celite filtriert, die resultierende und 16 h bei RT am RV aufgewärmt Äq.) Äq.) versetzt Phosphorylchloridlösung während 11 min min bei -40 °C gerührt, langsam Lösung 60 gerührt. eingeengt Äq.) gekühlten PCl3-Lösung (1.3 h) und filtriert. (5,5)-(+)-Bis(l-(l-naphthl)ethyl)amin (b") (957 mg, 2.94 mmol, 1.0 wurde in THF (6 Die resultierende und mittels FC dickflüssige Lösung (SiC>2, Hexan/CH2Ci2 2:1) gereinigt. Phosphoramidit CRa,Sc,Sc)-lb" Ausbeute: 1.33 g JH NMR arom. Die (71%). (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 8.09-7.16 (m, 24H, H); 5.59 (quint., 2H, / ^P^U} wurde als weisses Pulver erhalten. NMR = arom. 7.1, NC#(Ph)(CH3)); 1.78 (d, 6H, / = H); 6.76 (t, 2H, J = 7.7, 7.1, NCH(Ph)(C#3))- (121.51 MHz, CDC13, 25 °C): 148.4 (s). spektroskopischen Daten stimmen mit Lit.[379] überein. Die Substanz ist schon bekannt: RN 869571-58-4. 213 5 Experimenteller 5.2.3 Teil Phosphoramidat (Sa,^c,^c)-0,0'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-A^,A^-bis(l-phenylethyl)phosphoramidat(la*) Mf: C36H30NO3P Mm: 555.61 Durch langsame Verdampfung (hergestellt Äq.)) g-mol"1 durch Mischen bei RT wurden Phosphoramidat JH NMR arom. 4.56 einer von geeignete CH2Ci2/MeOH-Lösung Ligand (Sa,Rc,Rc)-l& (1 Äq.) gelbliche (250.13 MHz, CDC13, 25 °C): 8.01 (d, 1H, / (dq, 2H, 3/h,h ^Pl^} NMR arom. 7.1,3/P,H = und Substanz = = H); 7.38-7.23 (m, 4H, 8.8, Kristalle erhalten. arom. arom. H); 7.95-7.90 (m, 3H, H); 7.11 (s, 10H, arom. H); 19.3, NCtf(Ph)(CH3)); 1.82 (d, 6H, /= 7.0, NCH(Ph)(Œ3))- (101.25 MHz, CDC13, 25 °C): 11.3 (s). noch Kristallisieren eines nicht bekannt und wurde [Rh(I)COD]-Komplexes Die erhaltenen Kristalle wurden durch eine Pietro Butti, Antonio Mezzetti, 214 laa" Ligand CRa,Sc,Sc)-la" (1 MS (HiRes MALDI, 3-HPA): Ber. für C36H31NO3P: 556.2042. Gef.: 556.2046 Die Liganden Kristalle gewonnen. rac-la wurde als transparente, leicht H); 7.52-7.44 (m, 4H, des racemischen als unerwünschtes [(la*)+H]+. Nebenprodukt beim erhalten. Röntgenstrukturanalyse (Francesco Camponovo, 23.10.06) untersucht. 5 5.3 Experimenteller Teil Ruthenium-Phosphoramiditkomplexe 5.3.1 Rutheniumvorläufer Di-//-chlorobis(chloro(^6-p-cymol)ruthenium(II))[69] Mf: C20H28Cl4Ru2 Mm: 612.39 g-moT1 RuCl3-3H20 (4.00 g, 15.3 mmol) und (R)-(-)-a-Phellandren (25.5 ml, -78.4 mmol, ~5 wurden in EtOH (250 ml) gelöst und die resultierende dunkelrote Lösung 5 h rückflussiert, wobei ein roter Feststoff ausfiel. Dann wurde die anschliessend über Nacht im KS bei 5 °C Reaktionslösung gelagert. abfiltriert, mit kaltem EtOH (50 ml) gewaschen und Filtrat wurde KS bei 5 °C am RV auf ein Volumen gelagert. gewaschen und Äq.) am Der HV [RuCl2(776-/?-Cym)]2 von ca. ausgefallene 100 ml Der am auf RT abgekühlt (2 h) ausgefallene HV eingeengt und Feststoff wurde getrocknet (Fraktion 1). Das und nochmals über Nacht im Feststoff wurde wiederum abfiltriert, mit kaltem EtOH getrocknet (Fraktion 2). wurde als roter (Fraktion 1), resp. dunkelroter (Fraktion 2) Feststoff erhalten. Ausbeute: Fraktion 1: 3.28 g JH (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 5.47 (d, 2H, J NMR 6.0, arom. (d, 6H, J Die (70%); Fraktion 2: 0.72 g (8%); total: 4.00 g (78%) = Cym-H); 2.92 (sept., 1H, /= = 6.0, arom. Cym-H); 5.33 (d, 2H, J = 7.0, Cym-Ctf(CH3)2)); 2.15 (s, 3H, Cym-CH3); 1.27 7.0, Cym-CH(C#3)2). spektroskopischen Daten stimmen mit Lit.[69] überein. Die Substanz ist schon bekannt: RN 52462-29-0. 215 5 Experimenteller 5.3.2 Chirale Teil Ruthenium-Phosphoramiditkomplexe „6 (Sa,^c,/îc)-Dichloro(^-/;-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^,A^-bis(l-phenyl- ethyl)phosphoramidit) ruthenium(II) (2a) a:7u>rNv-rs Mf: C46H44Cl2N02PRu Mm: 845.81 g-mol"1 [RuCh(rj6-p-Cym)]2 Äq.) 1.1 (387 mg, 0.632 mmol) und Ligand (Sa,Rc,RcHa (750 mg, 1.39 mmol, wurden in CH2CI2 ausgefallene Feststoff wurde abfiltriert und Komplex (Sa,Rc,Rc)-2a Ausbeute: 992 mg 180 °C: [ab (c = 7.48 (m, 4H, Zersetzungsbeginn; 0.9, 6.8, 7.9, arom. arom. (br. 2H, Cym-H); = Rf= getrocknet. 295 °C: vollständige Zersetzung. 0.33. (d, IH, J arom. Bnp-H); IH, / 7.87 8.8, = arom. s, HV entfernt. Der (93%). Bnp-H); (d, IH, J = HV (500.23 MHz, CD2C12, 25 °C): 7.95 (d, IH, J arom. IH, / am am 0.125, CHCl3):+65. NMR 8.3, und CH2CI2 zugegeben RT wurde als oranger Feststoff erhalten. DC (CH2Cl2/MeOH 98:2): JH (20 ml) gelöst und die resultierende dunkelrote Lösung 1 h bei Anschliessend wurde !PrOH (15 ml) gerührt. Smp.: ^P Kq /N^/ 6.82 5.9, (d, IH, J arom. Bnp-H); Bnp-H); (d, IH, J 7.71 7.89 8.1, = (d, IH, J arom. = Bnp-H); (ddd, IH, J 0.9, 6.8, 7.9, arom. Bnp-H); 7.30 Bnp-H); 7.11 (ddd, IH, /= 1.3, 6.8, 8.4, arom. Bnp-H); 7.08-6.96 6.60 = arom. arom. 7.37 (dd, IH, / Ph-Hp); 8.8, 8.8, Bnp-H); Ph-H0); 7.01 (d, IH, arom. 5.16 = = = 7.9, 0.9, 9.0, = arom. 4.21 arom. arom. (d, IH, /= 8.4, 6.1, Cym-H); J (dd, IH, / = Bnp-H); Bnp-H); arom. Cym-H); = 6.76 Bnp-H); 5.12-4.98 0.9, 5.9, 7.00 (ddd, IH, J (br. 5.22 s, 4H, = arom. (ddd, 1.3, 6.8, 8.4, Ph-Hm); 6.61 (dd, IH, /= 1.3, 6.1, arom. (m, 2H, NCtf(Ph)(CH3)); 4.93 (d, arom. Cym-H); 2.74 (sept, IH, / = 7.0, Cym-C//(CH3)2); 2.00 (s, 3H, Cym-CH3); 1.53 (d, 6H, /= 6.8, NCH(Ph)(Œ3)); 1.21 (d, 3H, / = ^Pl1!!} 216 7.0, Cym-CH(Œ3)2); 1.09 (d, 3H, /= 7.0, Cym-CH(C//3)2). NMR (202.50 MHz, CD2C12, 25 °C): 142.3 (s). 5 "C^H} (2/p,c NMR 5.8, = Bnp-C); 144.3 Bnp-C-OP); arom. 133.1 (2/P,c (125.78 MHz, CD2C12, 25 °C): 150.4 (/P,c 1.9, = 130.2 arom. Bnp-C); 128.2 (arom. Bnp-C und Bnp-C); arom. (/PjC = (3/P,c 1.7, arom. = 2.2, 131.9 arom. (/P,c = 130.1 Bnp-C); = 15.4, arom. ¥h-C(ipso)); 1.2, arom. Experimenteller Teil Bnp-C-OP); 148.0 1.7, arom. 133.2 Bnp-C); (/P,c = 131.7 (/PjC = 1.2, (arom. Bnp-C); 128.6 (arom. Bnp-C); Ph-C0); 127.7 (arom. Bnp-C); 127.6 (arom. Ph-Cm); 127.4 arom. (arom. Bnp-C); 126.5 (arom. Bnp-C); 126.4 (arom. Ph-Cp); 125.9 (arom. Bnp-C); 125.8 (arom. Bnp-C); 125.3 (arom. Bnp-C); 124.6 (/PjC arom. 2.6, 121.8 Bnp-C); 90.7 (/PjC C); 55.6 (/p,c = Komplex IR: 3066 3.1, = 11.3, arom. 106.0 Bnp-C); (/P,c Cym-C); arom. = 121.4 3.4, 88.7 (/P,c arom. (/PjC = arom. = 1.9, Bnp-C); arom. arom. Bnp-C); 92.3 (/PjC Cym-C); 84.7 Cym-C-CH3); 5.0, 123.2 (/P,c 109.9 = 2.9, = 1.9, (/P,c = arom. (arom. Cym- 7.7, NCH(Ph)(CH3)); 31.1 (Cym-CH(CH3)2); 22.7 (Cym-CH(CH3)2); 22.5 (Cym-CH(CH3)2); PGSE: = Cym-C-CH(CH3)2); arom. Cym-C); (/PjC 3.1, = 21.8 (7PjC (XH NMR, = 2.6, NCH(Ph)(CH3)); 18.6 (Cym-CH3). 400.13 MHZ, CD2C12, 2 mM): rH = 6.2 (D = 8.66). (w), 2968 (w), 2936 (w), 1619 (w), 1591 (m), 1508 (m), 1466 (m), 1378 (m), 1325 (m), 1232 (s), 1203 (m), 1136 (m), 1119 (m), 1073 (m), 987 (m), 957 (s), 929 (m), 855 (m), 844 (m), 831 (s), 812 (m), 765 (s), 751 (s), 703 (m), 696 (s), 634 (w), 608 (w), 588 (m), 570 (m), 561 (m), 529 (w), 499 (w), 450 (w), 413 (w), 338 (w), 302 (w), 229 (w). MS (HiRes MALDI, Cym)(la)]+), 712 846 DCTB): (8, [RuCl2(77VCym)(la)]+), 810 (2, [RuC\(7]6-p- (3, [RuCl2(la)]+), 676 (100, [RuCl(la)]+), 641 (5, [Ru(la)]+). EA: Ber. für C46H44Cl2N02PRu: C, 65.32; H, 5.24; N, 1.66. Gel".: C, 65.44; H, 5.40; N, 1.67. Eine konz. Lösung von 2a (ca. 10 mg) in !PrOH (2.5 ml) wurde 14 Tage bei Inertbedingungen gelagert (in einen RT unter NMR-Röhrchen). Danach konnten wenige Kristalle gewonnen werden, die durch eine Röntgenstrukturanalyse (Isabelle Haller, orange Antonio Mezzetti, 23.07.03) untersucht wurden. Der Kristall ist publiziert: CCDC 234351. 217 5 Experimenteller Teil (Sa,^c,^c)-Dichloro(^6-/;-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^,A^-bis(l-(lnaphthyl)ethyl)phosphoramidit)ruthenium(II) (2b) Mf: C54H48CI2NO2PRU Mm: 945.93 g-mol"1 [RuCl2(76-p-Cym)]2 Äq.) 1.1 (196 mg, 0.320 mmol) und Iigand (Sa,/fc,/fc)-lb (451 mg, 0.705 mmol, Anschliessend wurde !PrOH (15 ml) gerührt. ausgefallene Feststoff wurde abfiltriert und Komplex (Sa,Rc,Rc)-2b Ausbeute: 260 mg Smp.: 160 °C: [ab (c Zersetzungsbeginn; = 8.0, arom. 0.30. Rf= arom. H); 7.94-7.86 (m, 1H, = 5.7, Cym-H); arom. 2.83 (sept., 1H, 1-96 (s, 3H, H); 8.10 (s, 2H, H); 7.75 (d, 2H, J = 8.4, arom. Cym-H); H); arom. H); 3/h,h 5.02-4.90 (m, 1H, 4.88 (d, 1H, / J 6.9, Cym-Ctf(CH3)2); 2.00 (d, 3H, J Cym-CH3); = = 5.7, arom. arom. 1.90 (d, 3H, /= 4.9, Cym-H); 4.77 NCH(Np)(Œ3)); = 6.9, arom. (d, 1H, / = = 6.5, 1.21 (d, 3H, 6.9, Cym-CH(Œ3)2); 1.13 (d, 3H, /= 6.9, Cym-CH(Ctf3)2). ^Pl^} NMR (202.50 MHz, ^Cl^} (2/p,c = NMR 5.3, CD2C12, 25 °C): 146.6 (s, <96%, 2b); 149.9 (s, >4%, lb). (125.78 MHz, CD2C12, 25 °C): 150.5 arom. Bnp-C-OP); (/p,c= 1.2); 131.2; 130.3; 129.5 133.3 (/P,c (/PjC = = 122.5; 122.1 (/P,c = 3.1); 121.9 (/P>c = (2/P,c = 1.7); 132.9 (/PjC 15.4, = arom. Bnp-C-OP); 2.2); 131.9 (/PjC = 148.0 1.2); 131.6 1.4); 129.3; 128.8; 128.7; 127.6; 127.3; 126.8; 126.6.; 126.2; 126.0; 125.8; 125.5; 125.3; 125.0 (/P,c 218 arom. arom. H); 6.64-6.48 (m, 1H, NCff(Np)(CH3)); 5.53 (dq, 1H, arom. Cym-H); NCH(Np)(Œ3)); /= vollständige Zersetzung. 19.4, NCff(Np)(CH3)); 5.41 (d, 1H, /= 5.5, H); 4.94 (d, 1H, / 5.3, 240 °C: (400.13 MHz, CD2C12, -40 °C): 8.56-8.40 (m, 1H, (d, 2H, J = getrocknet. (49%). 7.72-6.82 (m, 17H, 3/p,h HV HV entfernt. Der am 0.125, CHCI3):+155. = NMR 8.04 am und CH2CI2 zugegeben RT wurde als oranger Feststoff erhalten. DC (CH2Cl2/MeOH 98:2): JH (10 ml) gelöst und die resultierende dunkelrote Lösung 1 h bei wurden in CH2CI2 = 2.9); 124.8; 123.8 (/P,c 1.4); 113.9 (/P,c = = 4.6); 103.5 (/P>c 2.9); 123.5; 123.1; = 2.2); 89.6 (/P>c = 5 8.4, arom. arom. Cym-C); Cym-C); PGSE: 31.0 Komplex IR: 3053 89.3 (/P,c (Cym-C); (XH NMR, = 7.0, 22.7 arom. Cym-C); (Cym-C); 22.0 88.6 (arom. Cym-C); 88.1 (/P,c (Cym-C); 400.1 MHZ, CD2C12, 2 mM): Experimenteller rH 18.9 = = Teil 2.2, (Cym-C). 6.5 (D = 8.21). (w), 2966 (w), 2935 (w), 1619 (w), 1592 (m), 1509 (m), 1465 (m), 1376 (w), 1324 (m), 1231 (s), 1202 (m), 1142 (m), 1118 (w), 1107 (w), 1072 (m), 986 (w), 954 (*), 922 (m), 854 (m), 841 (m), 824 (s), 800 (*), 778 (s), 751 (m), 709 (w), 697 (w), 646 (w), 620 (w), 591 (m), 572 (m), 560 (w), 528 (w), 428 (w), 411 (w), 227 (w). MS (HiRes MALDI, 3-HPA): 910 (11, [RuCl(^VCym)(lb)]+), 776 (100, [RuCl(lb)]+), 741 (16, [Ru(lb)]+), 640 (81, [lb]+). EA: Ber. für C54H48CI2NO2PRU: C, 68.57; H, 5.11; N, 1.48. Gef.: C, 68.62; H, 5.27; N, 1.51. 219 5 Experimenteller Teil (Sa,Sc,Sc)-Dichloro(^6-/;-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^,A^-bis(l-(lnaphthyl)ethyl)phosphoramidit)ruthenium(II) (2b') Mf: C54H48CI2NO2PRU Mm: 945.93 g-mol"1 [RuCl2(76-p-Cym)]2 Äq.) 1.1 (65.3 mg, 0.107 mmol) und Ligand (5a,5c,5c)-lb' (150 mg, 0.234 mmol, Anschliessend wurde !PrOH (14 ml) gerührt. ausgefallene Feststoff wurde abfiltriert und Ausbeute: 165 mg 195 °C: [ab (c = 7.80 8.1, Zersetzungsbeginn; Bnp-H); (d, IH, J arom. Np-H); = arom. (t, IH, J 210 °C: Rf= vollständige Zersetzung. 0.18. 8.8, 7.4, 6.17 arom. 6.97 arom. (q, IH, (t, IH, J Bnp-H); 7.58-7.27 Bnp-H); Np-H); = 8.03 = 9.3, 7.76 (d, IH, /= 7.9, Np-H); /= 6.37 H); 4.98 (t, IH, / arom. = Cym-H); 7.4, (d, IH, J arom. 4.58 Cym-CH3); 8.4, = arom. = 7.2, 6.83 arom. Np-H); (d, IH, / = = 7.6, 4.93 = 5.9, arom. arom. (d, IH, / arom. = (d, IH, / Np-H); arom. Np-H); = ^Pl1!!} NMR (202.50 MHz, = 8.3, 7.61 5.9, Cym-H); 5.59 (d, IH, J arom. Bnp-H); arom. (d, IH, J arom. / = 7.2, 6.61 arom. 5.95-5.88 arom. = = Cym= 6.8, Cym- 6.6, NCH(Np)(Ctf3)); 6.8, Cym-CH(Œ3)2); 1.13 (d, 3H, / CD2C12, 25 °C): 162.6 (s). 2.0, 4.61 (d, IH, / (sept., IH, = Np-H); Np-H); Cym-H); = (d, IH, / 7.23 (d, IH, /= 5.9, arom. 2.83 8.11 (ddd, IH, J Np-H); 6.27 6.2, NCH(Np)(C//3)); 1-89 (d, 3H, / 1.19 (d, 3H, / Bnp-H); (d, IH, /= 8.1, Np-H); CH(C//3)2). 220 arom. Bnp-H und Np-H); arom. 7.98 Np-H); (d, IH, J 9.0, = 6.6, NŒ(Np)(CH3)); 5.95 (t, IH, /= 7.8, Œ(CH3)2); 2.14 (d, 3H, / 1.86 (s, 3H, arom. (m, 11H, (m, IH, NCtf(Np)(CH3)); 5.85 (t, IH, / 5.9, HV entfernt. Der getrocknet. (500.23 MHz, CD2C12, -40 °C): 8.41 (d, IH, J arom. 5.9, 8.0, HV am 0.125, CHCI3): +364. = NMR 9.0, am und CH2CI2 (82%). DC (CH2Cl2/MeOH 98:2): JH zugegeben RT wurde als oranger Feststoff erhalten. Komplex (5a,5c,5c)-2b' Smp.: (10 ml) gelöst und die resultierende dunkelrote Lösung 1 h bei wurden in CH2CI2 = 7.0, Cym- 5 "C^H} (2/p,c = NMR 4.6, arom. Np-C(ipso)); 129.9 Bnp-C-OP); 133.5 132.4 Bnp-C); (2/P,c (125.78 MHz, CD2C12, -40 °C): 150.3 141.8 (3/P,c = 2.9, = 14.4, arom. Np-C(ipso)); arom. Experimenteller 137.7 Bnp-C-OP); (3/P,c = 2.6, Teil 148.0 arom. (arom. Bnp-C); 133.4 (arom. Np-C); 133.1 (arom. Np-C); 133.0 (arom. (arom. Bnp-C und arom. Np-C); 131.9 (arom. Bnp-C); 130.5 (arom. Bnp-C); (arom. Bnp-C); 129.1 (arom. Bnp-C); 129.0 (arom. Bnp-C); 128.9 (arom. Np-C); 127.8 (arom. Bnp-C); 127.7 (arom. Np-C); 127.6 (arom. Np-C); 127.4 (arom. Bnp-C); 126.9 (arom. 2.2, Np-C); 126.4 (arom. Np-C); 126.3 (/PjC Np-C); 125.9 (arom. Np-C); 125.3 (arom. Bnp-C); 125.2 (arom. Bnp-C); 124.6 (/P,c arom. Np-C); 124.5 118.6 (arom. (NCH(Np)(CH3)); 10.1, 51.1 Cym-C); (/P,c NCH(Np)(CH3)); (NCH(Np)(CH3)); IR: 3054 Bnp-C); = 3.1, arom. Bnp-C); 126.0 arom. 123.1 (arom. Bnp-C und Np-C); 124.0 18.9 = 87.4 (arom. Cym-C); arom. = 3.4, (arom. Np- (arom. Bnp-C); 122.8 (arom. 10.8, arom. Cym-C); 54.2 (arom. Cym-C-CH(CH3)2); 101.6 (arom. Cym-C-CH3); 91.3 (/P,c 88.8 Cym-C); arom. (arom. Np-C); 124.2 (arom. Bnp-C und C); 123.8 (arom. Np-C); 123.6 (/P,c Np-C); = 85.3 (arom. = 9.1, NCH(Np)(CH3)); 31.0 (Cym-CH(CH3)2); 26.4 (/PjC 22.6 (Cym-CH(CH3)2); 21.4 (Cym-CH(CH3)2); = 19.1 (Cym-CH3). (w), 2967 (w), 2938 (w), 1619 (w), 1591 (m), 1509 (m), 1466 (m), 1374 (w), 1324 (m), 1229 (s), 1197 (m), 1139 (m), 1073 (m), 983 (m), 953 (s), 929 (s), 846 (w), 842 (m), 826 (s), 799 (s), 776 (s), 750 (m), 697 (w), 650 (w), 643 (w), 618 (w), 591 (m), 573 (m), 558 (w), 530 (w), 508 (w), 499 (w), 435 (w), 408 (w), 306 (w), 284 (w), 228 (w). MS (HiRes MALDI, 3-HPA): 776 (15, [RuCl(lb')]+), 741 (9, [Ru(lb')]+), 640 (100, [lb']+). EA: Ber. für C54H48Cl2N02PRu: C, 68.57; H, 5.11; N, 1.48. Gel".: C, 68.29; H, 5.05; N, 1.43. 221 5 Experimenteller Teil (Sa,^c,/îc)-Chloro(^6-/;-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^-(l-((l,2-^)-phenyl)ethyl)-A^-(l-phenylethyl)phosphoramidit-ÄP)ruthenium(II)-hexafluorophosphat (3a) Mf: C46H44ClF6N02P2Ru Mm: 955.32 g-mol"1 Komplex (Sa,Rc,Rc)-2a (200 wurden 19 h in CH2CI2 !PrOH (17 ml) (12 ml) bei Filtrat zum wurde abfiltriert und am Komplex (Sa,/?c^c)-3a gerührt. T1C1 wurde abfiltriert, ausgefallene Das HV entfernt. Der am Äq.) ausgefallene Feststoff getrocknet. wurde als oranger Feststoff erhalten. Ausbeute: 203 mg (90%). Smp.: Farbänderung 90-225 °C: RT und CH2CI2 gegeben HV mmol) und T1PF6 (86.7 mg, 0.248 mmol, 1.05 mg, 0.236 von orange nach 230 °C: gelb; 260 °C: Zersetzungsbeginn; vollständige Zersetzung, [ab (c = 0.105, CHCl3):+99. DC (CH2Cl2/MeOH 98:2): JH = 7.94 = arom. arom. 8.02 Bnp-H); (d, 1H, J 7.2, 0.61. (500.23 MHz, CD2C12, -20 °C): 8.21 (d, 1H, J NMR 9.0, Rf= 8.6, = arom. (d, 1H, J arom. arom. PhkoordC(3)-H); 7.76 (d, 1H, = = arom. Phfrei-H0); 7.32 (dd, 2H, Bnp-H); (d, 1H, J 8.3, 6.6, 7.19 (t, 2H, / arom. arom. Bnp-H); PhkoordC(6)-H); 7.86 (d, 1H, PhkoordC(4)-H); 7.55-7.47 (m, 3H, 8.1, = = 7.6, J = arom. J = 9.0, Bnp-H und 0.9, 5.5, J arom. 9.0, = 8.02 = 7.2, NC//(Phfrei)(CH3)); 4.44 (d, 1H, /= 5.7, J = Bnp-H); arom. 5.7, / = 7.0, Cym-C//(CH3)2); NCH(Phfrei)(Ctf3)); 1.32 (d, 3H, / = 1.57 arom. Bnp-H); 7.80 (t, 1H, J Bnp-H); (t, 1H, J 7.64 = 7.4, / arom. Cym-H); 7.27 = (dd, 2H, J 7.2, arom. Cym-H); 4.15 (br. arom. 6.8, Cym-CH(Ctf3)2); 1.15 (d, 3H, / arom. J Cym- Cym-H); = = 6.41 (quint., 1H, 1H, arom. / 0.9, 5.5, Phfrei-Hp); 4.78 s, = (s, 3H, Cym-CH3); 1.48 (d, 3H, / CH(C#3)2); 0.90 (d, 3H, /= 6.8, NCH(Phkoord)(C//3)). 222 8.3, = H); 3.31 (dq, 1H, /= 1.8, 6.4, NŒ(Phkoord)(CH3)); 2.96 (d, 1H, /= 5.7, (sept., 1H, (d, 1H, J PhkoordC(5)-H); 7.43 (d, 2H, Phfrei-Hm); 7.11 (t, 1H, PhkoordC(2)-H); 5.36 (d, 1H, arom. Bnp-H); arom. arom. (d, 1H, J 8.8, 8.16 Bnp-H); arom. = 2.87 7.2, 7.3, Cym- 5 ^P^H} NMR "cfH} NMR (2/p,c 7.0, = (2/P,c (125.78 MHz, CD2C12, -20 °C): 149.3 arom. 132.2 Teil (202.50 MHz, CD2C12, -20 °C): 154.6 (s, 93%, 3a); 150.6 (s, 7%, 5a). Bnp-C-OP); 138.2 (3/P,c (/PjC = 1.0, arom. Bnp-C); 2.2, = C(3)); 134.4 (arom. Phkoord-C(6)); 132.8 (/P,c Bnp-C); Experimenteller 1.7, = 132.1 arom. (/PjC 1.4, 15.4, Bnp-C); arom. Bnp-C-OP); arom. Phfrei-CïpTO); arom. = = 136.4 132.7 Bnp-C); 147.9 (arom. Phkoord- (/P,c 131.8 = 1.7, arom. (arom. Bnp- C); 131.3 (arom. Phkoord-C(4)); 130.7 (arom. Phkoord-C(5)); 129.3 (arom. Bnp-C); 129.1 (arom. Bnp-C); 128.7 (arom. Phfrei-Cm); 128.1 (arom. Phfrei-C0); 127.9 (arom. Phfrei-Cp); 127.8 (arom. Bnp-C); 127.5 (arom. Bnp-C); 127.4 (arom. Bnp-C); 126.9 (arom. Bnp-C); 126.6 (arom. Bnp-C); 125.2 (arom. Cym-C-CH(CH3)2); 123.3 (/PjC = 3.1, arom. Bnp-C); 121.2 = 2.4, Bnp-C); arom. 122.1 (/PjC (arom. Bnp-C); 119.9 (arom. Phkoord-C(l)); 105.8 (arom. Phkoord- C(2)); 103.2 (arom. Cym-C-CH3); 101.0 (arom. Cym-C); 96.8 (arom. Cym-C); 85.3 (arom. Cym-C); 80.8 (arom. Cym-C); 55.6 (7PjC (NCH(Phfrei)(CH3)); 31.7 (Cym-CH(CH3)2); 24.2 (/P,c = NCH(Phkoord)(CH3)); 22.8, = 54.0 11.0, NCH(Phkoord)(CH3)); 23.0 (/P>c = 2.1, Cym-CH(CH3)2); 21.7 (NCH(Phfrei)(CH3)); 19.8 (Cym-CH(CH3)2); 17.6 (Cym-CH3). PGSE: Kation (XH NMR, 400.13 MHZ, CD2C12, 2 mM): NMR, 376.5 MHZ, CD2C12, 24 mM): IR: 3062 rH = 5.4 (D = rH = 6.6 (D = 8.12); Anion (19F 9.83). (w), 2973 (w), 2938 (w), 1619 (w), 1591 (w), 1509 (w), 1466 (m), 1381 (w), 1324 (m), 1280 (w), 1226 (m), 1196 (m), 1134 (m), 1073 (m), 1030 (m), 983 (m), 953 (s), 841 (s), 752 (s), 699 (s), 611 (m), 592 (w), 558 (s), 529 (w), 498 (w), 481 (w), 433 (w), 367 (w), 347 (w), 331 (w), 312 (w), 295 (w), 285 (w), 272 (w), 239 (w), 230 (w), 210 (w). MS (ESI): 774 (100, [RuCl(76-p-Cym)(la)-HCl]+), 676 (18, [RuCl(la)]+). EA: Ber. für C46H44ClF6N02P2Ru (87%) und C72H6oCl2Fi2N204P4Ru2 (13%) (lU und 31P NMR): C, 57.16; H, 4.51; N, 1.50. Gef.: C, 57.19; H, 4.54; N, 1.50. 223 5 Teil Experimenteller (SRU,Sa,JRc,^c)-Chloro(^6-/;-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-^-(l-((l,2-^)-(lnaphthyl))ethyl)-A^-(l-(l-naphth)ylethyl)phosphoramidit-ÄP)ruthenium(II)-hexafluorophosphat (3b) ~| Mf: C54H48ClF6N02P2Ru Mm: 1055.44 g-mol"1 [RuCl2(76-p-Cym)]2 1 Äq.) RT (65.3 mg, 0.107 mmol) und Ligand (Sa,Rc,Rc)-lb (150 mg, 0.234 mmol, wurden in CH2CI2 (12 ml) gelöst und die resultierende dunkelrote Lösung 1 h bei Anschliessend wurde T1PF6 (78.2 mg, 0.224 mmol, 1.05 gerührt. gerührt. CH2CI2 am Das HV entfernt. Der Ausbeute: 201 mg = (d, IH, / arom. Feststoff wurde abfiltriert und von orange nach rot; 250 °C: Rf= 8.5, = = 8.0, arom. arom. H); 8.13 (d, IH, / arom. 7.0, arom. = H); 7.89 (d, IH, J H); 7.83-7.59 (m, 6H, arom. H); 7.47 (d, IH, J = 8.2, H); 7.20 (ddd, IH, J = 9.2, = arom. 8.6, arom. H und arom. arom. H); 7.42 (t, IH, J 1.2, 6.7, 8.2, arom. arom. H); 6.89 (d, IH, J arom. H); 6.40 (d, IH, /= 8.9, arom. H); 6.37 (d, IH, / IH, J = 7.6, arom. (dq, IH, 3.81 (sept., IH, / = 3/h,h H); 6.21 (d, IH, J = 6.7, 3/P,H (d, IH, /= 5.8, = = 8.0, 8.2, getrocknet. arom. NpkoordC(8)-H); arom. NpkoordC(3)-H); 8.5, = = = 7.5, 7.51 8.2, = Npko0rdC(4)-H); H); 6.95 (d, IH, J 224 HV und vollständige Zersetzung, H); 7.96 (d, IH, / arom. Cym-H); am gegeben 0.46. (500.23 MHz, CD2C12, -20 °C): 9.24 (d, IH, J 7.9, 5.05 Filtrat zum 0.125, CHCI3):+381. NMR (d, IH, / (18 ml) 21 h bei wurde als oranger Feststoff erhalten. Farbänderung DC (CH2Cl2/MeOH 98:2): lU ausgefallene Äq.) zugegeben und RT (90%). 190-210 °C: [ab (c TlCl wurde abfiltriert, !PrOH ausgefallene Komplex (SRu,Sa,Rc,Rc)-3b Smp.: PF6 7.86 arom. 8.5, 7.6, = arom. arom. Cym-H); 3.55 (q, IH, 7.0, Cym-C//(CH3)2); 2.62 (d, IH, /= 5.8, / = = = 8.2, 5.8, = = 1.2, 6.7, 8.2, Npko0rdC(2)-H); H); 5.71 (d, IH, J = 0.9, 6.7, = H); 6.88 (d, IH, J 25.3, NC//(Npfrei)(CH3)); 4.62 (dd, IH, / arom. (d, IH, J H); 7.40 (d, IH, J H); 7.11 (ddd, IH, J = H); 7.92 arom. (ddd, IH, J 8.26 arom. = 8.2, 6.34 (d, Cym-H); 1.2, 5.8, arom. 6.7, NC//(Npk0ord)(CH3)); 2.90 arom. Cym-H); 1.73 (d, 3H, /= 6.7, 5 1-54 NCH(Npfrei)(Ctf3)); (d, 3H, J CH(Ctf3)2); 1.18 (d, 3H, / ^P^U} NMR ^C^H} NMR (2/p,c = 7.9, = Experimenteller 6.7, NCH(Npk0ord)(C//3)); 1-47 (d, 3H, J = = Teil 7.0, Cym- 7.0, Cym-CH(Ctf3)2); 0.08 (s, 3H, Cym-CH3). (202.50 MHz, CD2C12, -20 °C): 168.0 (s). (125.78 MHz, CD2C12, -20 °C): 149.5 arom. Bnp-C-OP); 136.1 (2/P,c = 17.5, arom. 147.2 Bnp-C-OP); (arom. Npko0rd-C(8a)); 134.1 (arom. Npfrei-C(l)); 133.5 (arom. C); 132.8 (arom. Npkoord-C(4a)); 132.7 (arom. Np&ei-C(8a)); 132.6 (arom. NpkoordC(4)); 132.2 (arom. C); 131.8 (arom. Npkoord-C(3)); 131.7 (arom. C); 131.2 (arom. C); 130.9 (arom. C); 129.3 (arom. C); 129.2 (arom. C); 128.4 (arom. Npfrei-C(2)); 128.2 (arom. C); 127.8 (arom. C); 127.5 (arom. C); 127.4 (arom. C); 127.0 (arom. Cym-C-CH(CH3)2); 126.9 (arom. C); 126.6 (arom. C); 126.3 (arom. C); 126.2 (arom. C); 126.1 (arom. C); 124.3 (arom. C); 123.2 (arom. C); 122.6 (arom. C); 117.1 (arom. C); 104.5 (arom. Cym-C); 102.4 (arom. Cym-C-CH3); 101.1 (arom. Npkoord-C(l)); 100.4 (/PjC 90.5 Npk0ord-C(2)); (arom. 54.5 NCH(Npkoord)(CH3)); 20.5 (Cym-CH(CH3)2); (NCH(Npfrei)(CH3)); PGSE: Kation (XH (/P,c (/P>c 15.9 = = (arom. 13.4, arom. Cym-C); Cym-C); 60.6 96.7 (/P,c (arom. = 24.5, 6.5, NCH(Npfrei)(CH3)); 31.8 (Cym-CH(CH3)2); 23.4 14.2, NCH(Npkoord)(CH3)); 19.4 (Cym-CH(CH3)2); 16.3 (Cym-CH3). NMR, 400.13 MHZ, CD2C12, 2 mM): NMR, 376.5 MHZ, CD2C12, 2 mM): IR: 3059 84.1 Cym-C); = rH = 4.5 (D = rH = 6.6 (D = 8.18); Anion (19F 11.80). (w), 2971 (w), 2936 (w), 1619 (w), 1592 (w), 1509 (m), 1465 (m), 1381 (w), 1322 (m), 1225 (m), 1198 (m), 1124 (m), 1073 (m), 1061 (m), 986 (w), 956 (s), 929 (m), 843 (s), 777 (m), 752 (m), 700 (w), 680 (w), 649 (w), 613 (w), 595 (m), 575 (w), 558 (s), 530 (w), 498 (w), 476 (w), 437 (w), 367 (w), 346 (w), 315 (w), 285 (w), 221 (w), 210 (w). MS (ESI): 910 (100, [RuCl(^VCym)(lb)]+), 875 (2, [Ru(?j6-p-Cym)(lb)]+). EA: Ber. für C54H48ClF6N02P2Ru: C, 61.45; H, 4.58; N, 1.33. Gef.: C, 61.31; H, 4.66; N, 1.35. Konz. Lösungen gelagert (in von einen 3b (ca. 10 mg) in !PrOH, EtOH und MeOH (jeweils 2.4 ml) wurden NMR-Röhrchen). Andere konz. Lösungen von 3b (ca. 10 mg) in CH2C12 (0.3 ml) wurden vorsichtig mit !PrOH, EtOH, MeOH, Et20 oder Pentan (jeweils 1.5 ml) überschichtet (in einen Zeitraum unter NMR-Röhrchen). Inertbedingungen durch In allen Fällen wurden auch über einen Ausfällen resp. langsame längeren Diffusion keine Kristalle erhalten. 225 5 Teil Experimenteller (Sa,Sc,Sc)-Chloro(^6-/;-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^-(l-((l,2-^)-(lnaphthyl))ethyl)-A^-(l-(l-naphth)ylethyl)phosphoramidit-ÄP)ruthenium(II)-hexafluorophosphat (3b') Mf: C54H48ClF6N02P2Ru Mm: 1055.44 g-mol"1 [RuCl2(77VCym)]2 1 Äq.) wurden in CH2CI2 gerührt. CH2CI2 am ausgefallene Das HV entfernt. Der Komplex (5a,5c,5c)-3b' Ausbeute: 187 mg Smp.: 210 °C: [ab (c (12 ml) gelöst und die resultierende dunkelrote Lösung 1 h bei ausgefallene (15 ml) Feststoff wurde abfiltriert und = (d, IH, J 8.9, = arom. 8.1, 5.40-5.30 Rf= 6.51 = 9.1, H); 7.96-6.98 (m, 20H, (d, IH, /= 5.5, arom. 4.53 (d, IH, / = 5.9, H); 8.02 (d, IH, / arom. H, 4.58 arom. (dq, Cym-H); 3H, Cym-CU(CH3)2); 1.43 (br. CH(C//3)2); 0.82 (br. s, 8.3, arom. (d, IH, /= 5.7, 5.65 IH, 3/h,h 4.05 (d, IH, /= 5.5, 3H, NCH(Npfrei)(C//3)); arom. 1-13 5.9, = arom. = arom. Cym- = 20.4, arom. Cym- Cym-H); (d, 3H, / H); 8.00 und 3/P,H 8.30 1.44 (br. s, 7.0, Cym- 3H, NCH(Npko0rd)(C//3)); 0.30 (s, 3H, Cym-CH3). ^Pl^} NMR (202.50 MHz, NMR s, = Npko0rdC(3)-H arom. NpkoordC(2)-H); IH, NCtf(Npfrei)(CH3)); (m, arom. NpkoordC(8)-H); arom. H); 2.90 (sept., IH, /= 7.0, Cym-Ctf(CH3)2); 2.58 (d, IH, /= 5.7, CD2C12, 25 °C): 151.2 (s) (125.78 MHz, CD2C12, -40 °C): 151.0 (2/P,c 6.0, arom. Bnp-C-OP); Npfrei-C(l)); 135.8 (arom. C); 133.7 (arom. C); 133.1 (/P,c 226 getrocknet. 0.51. H); 8.13 (d, IH, / arom. NC//(Npk0ord)(CH3)); = HV und Zersetzung. Npk0ordC(4)-H); (2/p,c am gegeben (83%). (500.23 MHz, CD2C12, -60 °C): 8.72 (d, IH, /= 8.1, NMR ^Cl1!!} Filtrat zum undl7 h bei 0.125, CHCI3):+538. = (d, IH, J H); TlCl wurde abfiltriert, !PrOH RT wurde als hellbrauner Feststoff erhalten. DC (CH2Cl2/MeOH 98:2): lU Äq.) zugegeben Anschliessend wurde T1PF6 (78.2 mg, 0.224 mmol, 1.05 gerührt. RT (65.3 mg, 0.107 mmol) und Ligand (5a,5c,5c)-lb' (150 mg, 0.234 mmol, 146.3 = 18.0, arom. Bnp-C-OP); 148.4 (arom. C); 139.4 (arom. Npkoord-C(8a)); 137.3 (arom. = 3.4, arom. Npkoord-C(3)); 132.5 5 (arom. C); 132.1 (arom. C); 131.9 (/P,c Npkoord-C(4a)); arom. 130.7 (/P,c 2.6, = arom. = 6.5, 5.5, 127.1 Teil C); 131.8 (arom. C); 131.2 (arom. arom. C); 130.4 (arom. Npkoord-C(4)); 130.0 (/P,c = 1.9, C); 129.7 (arom. C); 129.6 (arom. C); 129.4 (arom. C); 129.3 (arom. C); 129.1 (arom. C); 128.7 (arom. C); 128.5 (arom. C); 128.1 (/P,c = Experimenteller arom. C); 127.8 (/PjC = 5.5, arom. = 5.5, arom. C); 127.6 (/PjC Cym-C-CH(CH3)2); 6.0, = arom. 127.9 (/PjC C); 127.3 (arom. C); (arom. C); 126.8 (arom. C); 126.6 (arom. C); 126.0 (arom. C); 125.8 (arom. Npfrei- C(2)); 125.5 (arom. C); 123.2 (arom. C); 122.9 (/PjC = 1.7, arom. C); 122.7 (arom. C); 121.4 (arom. C); 120.8 (arom. C); 106.0 (arom. Cym-C); 104.5 (arom. Npko0rd-C(l)); 103.3 (arom. Cym-C-CH3); 84.5 Cym-C); 101.9 (/PjC 14.2, arom. Cym-C); 93.2 (arom. Npkoord-C(2)); 91.1 (arom. (arom. Cym-C); 61.8 (NCH(Npk0ord)(CH3)); 58.1 (NCH(Npfrei)(CH3)); 31.7 (Cym-CH(CH3)2); 23.5 (NCH(Npkoord)(CH3)); IR: 3056 = (Cym-CH(CH3)2); 19.2 (Cym-CH(CH3)2); 22.5 (/P>c 16.4 = 7.7, NCH(Npfrei)(CH3)); 21.5 (Cym-CH3). (w), 2977 (w), 2936 (w), 1620 (w), 1592 (m), 1509 (m), 1465 (m), 1378 (w), 1322 (m), 1300 (w), 1258 (w), 1228 (m), 1199 (m), 1143 (m), 1130 (m), 1073 (s), 1029 (m), 985 (m), 955 (s), 842 (s), 778 (m), 751 (m), 726 (w), 710 (w), 698 (w), 649 (w), 617 (w), 599 (m), 571 (w), 559 (w), 530 (w), 478 (w), 421 (w), 295 (w), 234 (w), 227 (w), 222 (w). MS (ESI): 776 (100, [RuCl(lb')]+). EA: Ber. für C54H48ClF6N02P2Ru: C, 61.45; H, 4.58; N, 1.33. Mehrere Elementaranalysen ergaben ungenügende Resultate. 227 5 Experimenteller Teil (Sa,^c,^c)-Dichloro(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^-(l-(^6-phenyl)ethyl)-A^-(lphenylethyl)phosphoramidit- ÄP)ruthenium(II) (4a) Mf: C36H30CI2NO2PRU Mm: 711.59 g-mol"1 [RuCl2(77VCym)]2 1 Äq.) und dann 30 Feststoff wurde getrocknet je (jeweils 8 310 °C: Rf= (500.23 MHz, CD2C12, 25 °C): 8.18 (d, 1H, J H); 7.58-7.50 (m, 4H, arom. H); 7.50-7.40 (m, 3H, 7.27-7.21 (m, 1H, 6.6, = arom. = arom. (m, 1H, 6.27-6.21 3/p,h arom. = 15.2, C); 132.3 (/pjC arom. 228 an der Luft und / = = = am HV arom. H); 8.06 (d, 1H, J = H); 7.40-7.29 (m, 3H, H); 6.29-6.24 (m, 1H, arom. 8.8, arom. 6.6, arom. 8.3, arom. arom. H); Phkoord- Phkoord-Hm); 5.53 (d, 1H, 7.0, NŒ(Phfrei)(CH3)); 4.25 (dq, 1H, = = 3/h,h Phkoord-H0); 1.87 (d, 3H, = J 7.2, NCH(Phfrei)(C//3)). CD2C12, 25 °C): 152.0 (s). Bnp-C-OP); 1.2, arom. H); 7.70 (d, 1H, J arom. arom. (128.75 MHz, CD2C12, 25 °C): 149.0 arom. 8.8, arom. 35.8, NŒ(Phkoord)(CH3)); 4.23 (d, 1H, J NMR = Phkoord-Hm); 5.80-5.76 (m, 1H, Phkoord-H0); 4.83 (quint., 1H, ^P^U} NMR (202.50 MHz, (2/p,c 8.3, = H); 7.19 (d, 1H, /= 8.4, 6.6, NCH(Phkoord)(Œ3)); LH (d, 3H, / ^Cl^} ml) gewaschen, 0.15. H); 7.98 (d, 1H, J 5.5, am vollständige Zersetzung. arom. /= Lösung (72%). H); 8.03 (s, 2H, Hp); Dann wurde die 0.400, CH2CI2): +267. = NMR arom. gelassen. wurde als hellbrauner Feststoff erhalten. DC (CH2Cl2/MeOH 98:2): JH RT stehen RT (Si02, CH2Cl2/MeOH 98:2) gereinigt. Farbänderung nach Braun; 230 °C: [ab (c Monat) bei 3x mit Et^O und Pentan Komplex (Sa,/?c,^c)-4a Smp.: 1 Tage (ca. und mittels FC Ausbeute: 71 mg (5 ml) gelöst und die resultierende dunkelrote Lösung 62 h bei ml) und anschliessend wurde Et20 (10 ml) zugegeben. Der ausgefallene 1 eingeengt (ca. RV (42.6 mg, 0.070 mmol) und Ligand (Sa,/fc,/Jc)-la (75.0 mg, 0.139 mmol, wurden in CH2CI2 gerührt CI 140.5 (3/P,c = 2.3, (2/P,c arom. = 7.3, arom. Phfrei-Cï/W0); C); 132.1 (arom. C); 132.0 (/P,c = 1.0, Bnp-C-OP); 148.4 1.9, arom. 133.2 arom. (/P,c = C); 131.1 (/PjC = 1.5, C); 130.0 (arom. C); 129.2 (arom. C); 128.8 (arom. C); 128.7 (arom. C); 128.6 (arom. 5 C); 128.4 (arom. C); 127.5 (/P,c = 2.3, (arom. C); 125.8 (arom. C); 124.5 (/P,c (/p,c = (2/p,c = 1.7, arom. 8.3, C); 121.2 (/PjC arom. = 1.4, arom. = 4.0, arom. (2/p,c = Teil C); 126.9 (arom. C); 126.4 (arom. C); 126.0 arom. C); 123.4 (/P,c C); 106.6 (/PjC 1.5, = Phkoord-Cm); 97.8 (arom. Phkoord-Cm); 95.0 (arom. Phkoord-C0); 80.6 (arom. Phkoord-C0); 56.2 81.0 Experimenteller (2/P,c (2/P,c = = 2.9, arom. = arom. C); 122.3 Phkoord-C^0); 21.2, arom. 104.9 Phkoord-Q0; 5.4, NCH(Phfrei)(CH3)); 49.8 20.2, NCH(Phkoord)(CH3)); 21.7 (NCH(Phkoord)(CH3)); 19.5 (NCH(Phfrei)(CH3)). IR: 3065 (w), 2980 (w), 2933 (w), 1619 (w), 1591 (m), 1508 (m), 1464 (m), 1405 (w), 1378 (w), 1324 (m), 1280 (w), 1226 (s), 1194 (m), 1140 (m), 1116 (m), 1073 (s), 1031 (m), 985 (m), 954 (s), 938 (s), 856 (m), 832 (s), 811 (m), 772 (w), 752 (m), 708 (m), 650 (w), 608 (m), 588 (w), 569 (m), 528 (w), 502 (w), 482 (w), 430 (w), 296 (w), 227 (w). MS (HiRes MALDI, DCTB): 676 (100, [RuCl(la)]+), 641 (30, [Ru(la)]+). EA: Ber. für C36H30Cl2NO2PRu: C, 60.76; H, 4.25; N, 1.97. Gef.: C, 60.74; H, 4.30; N, 2.01. Eine konz. Lösung von 4a (ca. 10 mg) in CH2CI2 (1.1 ml) wurde vorsichtig mit Ethanol (1.3 ml) überschichtet (in einen NMR-Röhrchen). Durch langsame Diffusion wurden während 7 Tagen bei definitive RT einzelne orange Kristalle erhalten. Die Qualität der Kristalle war für eine Strukturlösung nicht ausreichend. 229 5 Experimenteller Teil (Sa,^c,^c)-Chloro(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^-(l-(^6-phenyl)ethyl)-A^-(l-phenylethyl)phosphoramidit-Äp)diruthenium(II)-bis(hexafluorophosphat) (5a) mmol) wurde während 77 h bei 150 °C mg, 0.065 Komplex (5a,/?c,^c)-3a (62.3 am HV gehalten. Komplex (Sa,Rc,Rc)-5a Ausbeute: 53 mg Smp.: 230 °C: [ab (c = wurde als Zersetzungsbeginn; Bnp-H); (d, 2H, J 1.1, 6.8, 7.9, 18H, = arom. = arom. 5.9, 6.4, = 8.07 9.0, Rf= 0.36. arom. (d, 2H, J arom. arom. 7.50 8.6, arom. 7.71 (d, 2H, J (ddd, 2H, J Phkoord-H0); 4.70 (quint., 2H, 3/h,h = Phkoord-H0); 3.72 (ddd, 2H, 6.4, NCH(Phkoord)(Ctf3)); 1.09 (d, 6U,J ^Pl^} NMR (202.50 MHz, NMR = J = = = 8.05 8.8, arom. (d, 2H, J arom. 1.1, 6.6, 8.1, /= 6.4, Bnp-H); = Bnp-H); arom. arom. 8.25 8.6, 7.55 Bnp-H); (d, 2H, J arom. = = Bnp-H); (ddd, 2H, J 7.46-7.03 = = (m, Phkoord-Hm); 4.99 (d, 2H, 7.0, NCtf(Phfrei)(CH3)); 4.67 (t, 2H, J 6.4,3/P,H J = 9.0, = Bnp-H); Phfrei-H); 5.88 (t, 2H, Phkoord-Hm); 4.14 (dq, 2H, arom. = Bnp-H); Bnp-H); Bnp-H und arom. ^Cl1!!} vollständige Zersetzung. (500.23 MHz, CD2C12, 25 °C): 8.29 (d, 2H, J arom. 7.92 260 °C: 0.125, CHC13):+189. NMR 8.8, Feststoff erhalten. (99%). DC (CH2Cl2/MeOH 98:2): JH helloranger J 6.1, 42.6, NC//(Phkoord)(CH3)); 4.02 (d, 2H, J 2.8, 6.6, 8.6, arom. Phkoord-Hp); 1.54 (d, 6H, J = 1.2, NCH(Phfrei)(CH3)). CD2C12): 25 °C: 150.4 (s); -20 °C: 150.6 (s). (125.78 MHz, CD2C12, 25 °C): 148.9 (arom. Bnp-C-OP); 147.9 (arom. Bnp-C- OP); 138.8 (arom. Phfrei-Cïpro); 133.1 (arom. Bnp-C); 132.6 (arom. Bnp-C); 132.2 (arom. BnpC); 131.8 (arom. Bnp-C); 129.7 (arom. C und Bnp-C); 127.1 230 128.2 arom. Phfrei-Cm); 129.3 (arom. C); 129.2 (arom. (arom. Phfrei-C0); 127.9 (arom. C); 127.5 (arom. Bnp-C); 127.2 (arom. C); (arom. C); 127.0 (arom. Bnp-C); 123.5 (arom. Bnp-C); 121.5 (arom. Bnp-C); 106.0 5 (arom. Phkoord-Cï/wo); 105.5 (7PiC (arom. Phkoord-Cm); (NCH(Phfrei)(CH3)); 82.1 49.6 = 10.3, arom. Teil Phkoord-Cm); 99.0 (arom. Phkoord-Q0; 90.8 Phkoord-C0); (arom. Experimenteller (NCH(Phkoord)(CH3)); Phkoord-C0); 57.7 (NCH(Phkoord)(CH3)); 19.7 81.6 21.7 (arom. (NCH(Phfrei)(CH3)). PGSE: Kation (XH NMR, 400.13 MHZ, CD2C12, 2 mM): NMR, 376.5 MHZ, CD2C12, 2 mM): IR: 3067 rH = 6.3 (D = rH = 8.2 (D = 6.55); Anion (19F 8.45). (w), 2978 (w), 1620 (w), 1591 (m), 1508 (m), 1465 (m), 1451 (w), 1406 (w), 1383 (w), 1323 (m), 1224 (s), 1194 (m), 1136 (m), 1120 (m), 1073 (s), 1032 (m), 981 (m), 954 (s), 940 (*), 842 (s), 772 (w), 755 (m), 721 (w), 703 (m), 652 (w), 609 (m), 589 (w), 558 (s), 528 (w), 501 (w), 482 (w), 435 (w), 390 (w), 306 (w). MS (4, [(Ru2Cl2(la)2]+), 676 (23, [RuCl(la)]+), 641 (12, [Ru(la)]+). 1352 (ESI): Cym)(la)-HCl]+), 1317 (5, [(Ru2Cl(la)2]+), 774 (100, [RuC\(7]6-p- EA: Ber. für C72H6oCl2Fi2N204P4Ru2: C, 52.66; H, 3.68; N, 1.71. Gel".: C, 52.87; H, 3.87; N, 1.78. Eine konz. Lösung von 5a (ca. 10 mg) in !PrOH (2.5 ml) wurde gelagert (in einen NMR- Röhrchen). Ebenfalls eine konz. Lösung vorsichtig mit !PrOH oder Pentan allen Fällen wurden Ausfällen resp. (jeweils auch über einen langsame von 1.5 5a (ca. 10 mg) in CH2C12 (1.0 ml) wurde ml) überschichtet (in einen NMR-Röhrchen). längeren Zeitraum unter In Inertbedingungen durch Diffusion keine Kristalle erhalten. 231 5 Experimenteller Teil 5.3.3 Racemische Ruthenium-Phosphoramiditkomplexe „6 Dichloro(^-/;-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^,A^-bis(l-phenylethyl)phosphor- amidit)ruthenium(II) (2aa") Cc/>Nv/^ Mf: C46H44Cl2N02PRu Mm: 845.81 g-moT1 [RuCl2(76-p-Cym)]2 Äq.) und gelöst JI^O yq /N^/ (155 mg, 0.253 mmol), Iigand (Sa,Rc,RcHa (150 mg, 0.278 mmol, 0.55 Ligand (/Ja,Sc,Sc)-la" (150 mg, 0.278 Lösung 1.5 h bei und die resultierende dunkelrote !PrOH (34 ml) zugegeben und CH2C12 abfiltriert und am HV Komplex rac-2aa" Ausbeute: 374 mg JH NMR HV entfernt. Der (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 8.01-7.91 (m, 3H, H); 7.14-7.00 (m, 6H, H); 5.24 (dd, IH, / 6.0, arom. 2.85 gerührt. = 8.9, = arom. 0.9, 6.0, Cym-H); (sept., IH, / arom. Anschliessend wurde ausgefallene arom. 4.99 = arom. H); 7.48-7.34 (m, 2H, H); 6.90-6.74 (m, 5H, Cym-H); (d, IH, / = arom. arom. arom. Cym-H); Die Komplex rac-2aa" 4.38 (d, IH, / = 7.0, Cym-CH(Ctf3)2); 1.18 (d, 3H, / 232 Daten stimmen mit 2a überein. dient als 8.1, arom. NCJ/(Ph)(CH3)); 5.19 (d, (121.51 MHz, CDC13, 25 °C): 141.0 (s). spektroskopischen = H); 7.23-7.15 (m, IH, H); 6.70-6.60 (m, 3H, 5.22-5.06 (m, 2H, 5.8, H); 7.76 (d, IH, / CH(C//3)2). NMR Feststoff wurde = 5.8, arom. 7.0, Cym-Ctf(CH3)2); 2.11 (s, 3H, Cym-CH3); 1.71 (d, 6H, / 7.0, NCH(Ph)(C//3)); 1-30 (d, 3H, / ^Pl1!!} (24 ml) (87%). arom. Cym-H); RT wurden in CH2C12 wurde als oranger Feststoff erhalten. H); 7.52 (d, IH, J = am Äq.) getrocknet. arom. IH, / mmol, 0.55 Ausgangsmaterial zur Synthese von rac-3aa". = = 7.0, Cym- 5 Experimenteller Teil Dichloro(^6-/;-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^,A^-bis(l-(l-naphthyl)ethyl)phosphoramidit)ruthenium(II) (2bb") Mf: C54H48CI2NO2PRU Mm: 945.93 g-mol"1 [RuCl2(76-p-Cym)]2 0.55 Äq.) und (87.0 mg, 0.142 mmol), Ligand (Sa,/Jc,/fc)-lb (100 mg, 0.156 mmol, Ligand (/Ja,Sc,Sc)-lb" (100 mg, 0.156 mmol, 0.55 ml) gelöst und die resultierende dunkelrote Lösung 1.75 h bei wurde !PrOH (18 ml) zugegeben und CH2CI2 wurde abfiltriert und Komplex rac-2bb" Ausbeute: 176 mg *H NMR HV Cym-H); (sept., 1H, /= wurden in CH2C12 gerührt. RT HV entfernt. Der (16 Anschliessend ausgefallene Feststoff getrocknet. wurde als oranger Feststoff erhalten. (65%). (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 8.22-6.92 (m, 26H, 6.57-6.50 (m, 1H, arom. am am Äq.) NCff(Np)(CH3)); 5.08 (d, 1H, / = 8.8, 5.65-5.54 (m, 1H, arom. Cym-H); arom. Bnp-H und NCff(Np)(CH3)); 4.95-4.88 (m, 2H, arom. Np-H); 5.35 (d, 1H, / arom. = Cym-H); 6.0, 2.88 7.0, Cym-Ctf(CH3)2); 2.05 (d, 6H, /= 5.9, NCH(Np)(Ctf3)); 2.00 (s, 3H, Cym- CH3); 1.21 (d, 3H, /= 6.9, Cym-CH(Œ3)2); 1.17 (d, 3H, /= 6.9, Cym-CH(C//3)2). ^Pl^} Die NMR (121.51 MHz, CDC13, 25 °C): 144.9 (s, 95%, 2bb"); 148.4 (s, 5%, lbb"). spektroskopischen Eine konz. Lösung Daten stimmen mit 2b überein. von rac-2bb" (ca. 10 mg) in CH2CI2 (1.2 ml) wurde vorsichtig mit Hexan (1.2 ml) überschichtet (in einen NMR-Röhrchen). Durch langsame Diffusion wurden während 21 Tagen bei RT unter Inertbedingungen einzelne orange Kristalle Röntgenstrukturanalyse (Sebastian Gischig, Die Qualität der Kristalle war Antonio Mezzetti, für eine definitive erhalten, die durch eine 20.08.05) untersucht wurden. Strukturlösung nicht ausreichend. 233 5 Experimenteller Teil Chloro(^6-/;-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^-(l-((l,2-^)-phenyl)-ethyl)-A^-(lphenylethyl)phosphoramidit-ÄP)ruthenium(II)-hexafluorophosphat (3aa") ~1 Mf: C46H44ClF6N02P2Ru Mm: 955.32 g-moT1 Komplex rac-2aa" (250 21 h in CH2CI2 mg, 0.296 (15 ml) bei am HV Komplex NMR am Nach Filtration des HV entfernt. Der ausgefallenen ausgefallene Äq.) wurden T1C1 wurde !PrOH Feststoff wurde abfiltriert getrocknet. rac-3aa" wurde als roter Feststoff erhalten. Ausbeute: 231 mg JH mmol) und TIPFö (108 mg, 0.310 mmol, 1.05 gerührt. RT (18 ml) zugegeben und CH2CI2 und PF6 (82%). (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 8.26 (d, 1H, / = 8.9, arom. H); 8.18 (d, 1H, / = 8.9, arom. H); 8.07 (d, 1H, J = 8.3, arom. H); 8.06 (d, 1H, / = 8.1, arom. H); 8.01-7.92 (m, 1H, arom. H); 7.95 (d, 1H, J = 8.9, arom. H); 7.85 (d, 1H, J = 8.8, arom. H); 7.81-7.70 (m, 2H, arom. H); 7.66-7.08 (m, 13H, Cym-H); 4.91 (quint., 1H, (m, 1H, 4.36-4.29 arom. J arom. = H); 6.40 (br. = 1H, arom. H); 5.51 (d, 1H, /= 6.2, 7.2, NC#(Phfrei)(CH3)); 4.92 (d, 1H, / Cym-H); 3.54 NŒ(Phkoord)(CH3)); 2.89 (sept., 1H, (d, 3H, / s, / (d, 1H, /= 6.1, = arom. = Cym-H); 6.0, 3.48 arom. arom. Cym-H); (q, 1H, J = 7.0, 7.0, Cym-C//(CH3)2); 1.76 (s, 3H, Cym-CH3); 1.55 7.1, NCH(Phfrei)(Œ3)); 1.38 (d, 3H, / = 6.9, Cym-CH(Œ3)2); 1.23 (d, 3H, / = 6.2, Cym-CH(C//3)2); 1.10 (d, 3H, /= 6.7, NCH(Phkoord)(C//3)). ^Pl^} Die NMR (121.51 MHz, CDC13, 25 °C): 152.6 (s, 89%, 3aa"); 149.4 (s, 11%, 5aa"). spektroskopischen Eine konz. Lösung Daten stimmen mit 3a überein. von rac-3aa" (ca. 10 mg) in CH2CI2 (1.0 ml) wurde vorsichtig mit Hexan (1.5 ml) überschichtet (in einen NMR-Röhrchen). Durch langsame Diffusion wurden während 2 Monate bei RT unter Inertbedingungen Röntgenstrukturanalyse (Sebastian Gischig, Die 234 Qualität der Kristalle war orange Kristalle Antonio Mezzetti, für eine definitive erhalten, die durch eine 09.11.05) untersucht wurden. Strukturlösung nicht ausreichend. 5 Experimenteller Teil Chloro(^6-/;-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^-(l-((l,2-^)-(l-naphthyl))ethyl)-A^(l-(l-naphth)ylethyl)phosphoramidit-ÄP)ruthenium(II)-hexafluorophosphat (3bb") Mf: C54H48ClF6N02P2Ru Mm: 1055.44 g-mol"1 [RuCl2(77VCym)]2 Äq.) und (131 mg, 0.213 mmol), Ligand (Sa,/fc,/fc)-lb (150 mg, 0.234 mmol, 0.55 Ligand (fla,Sc,Sc)-lb" (150 und die resultierende dunkelrote gelöst TIPFö (156 mg, 0.447 mmol, 1.05 des ausgefallenen ausgefallene Komplex NMR 1 h bei RT wurden in CH2C12 gerührt. und 21 h bei RT am HV Anschliessend wurde gerührt. (20 ml) zugegeben und CH2CI2 (24 ml) Nach Filtration HV entfernt. Der am getrocknet. rac-3bb" wurde als roter Feststoff erhalten. (95%). (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 9.34 (d, 1H, J H); 8.17 (d, 1H, J arom. H); 7.90-7.63 (m, 6H, H); 7.32-7.25 (m, 1H, 6.52-6.33 (m, 4H, = 8.9, arom. arom. arom. arom. /= = = H); 7.62-7.52 (m, 2H, H); 6.08 (br. s, s, 1H, 1H, arom. arom. 8.7, H); 8.38 (d, 1H, J arom. H); 7.52-7.44 (m, 2H, 5.15 3.84 (br. arom. (dq, 1H, s, 1H, Cym-H = 8.2, H); 8.08-7.90 (m, 3H, H); 7.06-6.92 (m, 3H, Cym-H); Cym-H); arom. arom. arom. 6.7, NŒ(Npk0ord)(CH3)); 3.08-2.87 (m, 2H, (d, 3H, / 8.2, = H); 8.12 (d, 1H, J H); 7.24-7.16 (m, 1H, 24.7, NCtf(Npfrei)(CH3)); 4.60 (br. 1.84 Äq.) mmol, 0.55 Äq.) zugegeben TlCl wurde !PrOH arom. (q, 1H, Lösung Feststoff wurde abfiltriert und Ausbeute: 426 mg JH mg, 0.234 3/h,h arom. und = arom. arom. H); 6.7,3/P,H Cym-H); = 3.65 Cym-C//(CH3)2); 6.7, NCH(Npfrei)(C//3)); 1.67-1.53 (m, 6H, NCH(Npkoord)(C//3) und Cym- CH(C#3)2); 1.34-1.20 (m, 3H, Cym-CH(C//3)2); 0.20 (s, 3H, Cym-CH3). ^Pl^} Die NMR (121.51 MHz, CDC13, 25 °C): 167.9 (s). spektroskopischen Eine konz. Lösung Daten stimmen mit 3b überein. von rac-3bb" (ca. 10 mg) in CH2CI2 (1.0 ml) wurde vorsichtig mit Hexan (1.5 ml) überschichtet (in einen NMR-Röhrchen). Durch langsame Diffusion wurden während 235 5 Experimenteller 11 Tagen bei Teil RT unter Inertbedingungen Röntgenstrukturanalyse (Sebastian Gischig, Der Kristall ist 236 publiziert: CCDC 291266. orange Kristalle Antonio Mezzetti, erhalten, die durch eine 20.06.05) untersucht wurden. 5 Experimenteller Teil Dichloro(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^-(l-(^6-phenyl)ethyl)-A^-(l-phenylethyl)phosphoramidit- ÄP)ruthenium(II) (4aa") <A7A .X I '7u^p> ci Mf: C36H30CI2NO2PRU Mm: 711.59 g-mol"1 [RuCl2(^-/7-Cym)]2 0.55 Äq.) (85.1 mg, 0.139 mmol) ), Ligand (Sa,/Jc,/fc)-la (75.0 mg, 0.139 mmol, Ligand (/Ja,Sc,Sc)-la" (75.0 und mg, 0.139 mmol, 0.55 ml) gelöst und die resultierende dunkelrote Lösung 62 h bei 1 Monat) bei RT stehen gelassen. anschliessend wurde Et20 (8 ml) und Pentan 8 (jeweils Dann wurde die zugegeben. ml) gewaschen, an Der Lösung der Luft und gerührt RT am ausgefallene am Äq.) RV wurden in CH2C12 und dann 29 eingeengt (ca. Feststoff wurde HV getrocknet je (10 Tage (ca. 1 ml) und 3x mit Et20 und mittels FC (Si02, CH2Cl2/MeOH 98:2) gereinigt. Komplex rac-4aa" Ausbeute: 114 mg wurde als oranger Feststoff erhalten. (58%). DC (CH2Cl2/MeOH 98:2): JH NMR Rf= 0.14. (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 8.09 (d, IH, / = 8.8, arom. H); 8.05 (d, IH, / = 8.9, arom. H); 7.98 (d, IH, J = 8.0, arom. H); 7.96 (d, IH, J = 8.9, arom. H); 7.88 (d, IH, J = 8.1, arom. H); 7.65 (d, IH, J = 8.8, arom. H); 7.53 (d, IH, J = 7.5, arom. H); 7.49 (d, IH, J = 7.8, arom. H); 7.45-7.36 (m, 3H, H); 7.09 (d, IH, J arom. Phkoord-H); = 8.4, H); 7.36-7.25 (m, 3H, arom. arom. 5.56-5.49 NCtf(Phfrei)(CH3)); 4.22 (d, IH, H); 6.30-6.20 (m, 2H, (m, IH, / 6.2, = arom. arom. 35.2, NŒ(Phkoord)(CH3)); 1.87 (d, 3H, J = arom. arom. Phkoord-H); H); 7.21-7.13 (m, IH, arom. Phkoord-H); 5.85-5.76 (m, IH, 4.84 (quint., Phkoord-H); 4.21 (dq, IH, IH, 3/h,h = / = 6.6, 6.6, NCH(Phkoord)(Ctf3)); 1-05 (d, 3H, J 7.0, 3/P,H = = 7.2, NCH(Phfrei)(C//3)). ^Pl^} Die NMR (121.51 MHz, CDC13, 25 °C): 150.0 (s). spektroskopischen Daten stimmen mit 4a überein. 237 5 Experimenteller Eine konz. Teil Lösung von rac-4aa" (ca. 10 mg) in CH2CI2 (0.75 ml) wurde vorsichtig mit Hexan (1.5 ml) überschichtet (in einen NMR-Röhrchen). Durch langsame Diffusion wurden während 7 Tagen bei RT unter Inertbedingungen orange Röntgenstrukturanalyse (Francesco Camponovo, untersucht wurden. 238 Kristalle erhalten, die durch Pietro Butti, Antonio Mezzetti, eine 01.06.06) 5 Experimenteller Teil Chloro(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-A^-(l-(^6-phenyl)ethyl)-A^-(l-phenylethyl)phosphoramidit-ÄP)diruthenium(II)-bis(hexafluorophosphat) (5aa") ~1 X Mf: C72H6oCl2Fi2N204P4Ru2 Mm: 1642.20 Komplex rac-3aa" Komplex racSaa" wurde als oranger Feststoff erhalten. Ausbeute: 84 mg JH NMR 8.9, 8.04 (98.4 mg, 0.103 mmol) wurde während 39 h bei 180 °C Bnp-H); = 8.13 8.9, (d, 2H, / arom. 7.67-7.60 (m, 2H, /= = Bnp-H); Phfrei-H); 5.99-5.91 (m, 2H, (quint., 2H, 8.1, 7.81 arom. arom. arom. = Bnp-H); (d, 2H, J Bnp-H); 8.9, 8.12 8.9, = 6H, (d, / = 6.0, Bnp-H); (d, 2H, J arom. arom. arom. = HV 8.30 8.1, Bnp-H); 7.55-7.09 (m, 18H, 7.0, NŒ(Phfrei)(CH3)); 4.71-4.63 (m, 2H, 1.61 arom. Phkoord-Hm); 5.12-5.04 (m, 2H, 2H, NC//(Phkoord)(CH3)); 4.08-3.98 (m, 2H, Phk0ord-Hp); am gehalten. (99%). Bnp-H); (d, 2H, J arom. g-mol"1 (300.13 MHz, CDC13, 25 °C): 8.39 (d, 2H, / arom. (PF6)2 (d, 2H, / arom. Bnp-H); 7.70-7.68 (m, 2H, arom. arom. Bnp-H und arom. Phkoord-H0); 4.75 Phkoord-Hm); 4.20-3.98 (m, Phkoord-H0); 3.73-3.65 (m, 2H, NCH(Phkoord)(C//3)); = 1.16 (d, 6H, / = arom. 7.1, NCH(Phfrei)(C//3)). ^Pl^} Die NMR (121.51 MHz, CDC13, 25 °C): 149.2 (s). spektroskopischen Eine konz. oder Et20 Lösung (jeweils Zeitraum unter Daten stimmen mit 5a überein. von 1.5 rac-5aa" (ca. 10 mg) in CH2C12 (1.0 ml) wurde vorsichtig mit Hexan ml) überschichtet (in einen NMR-Röhrchen). Auch über einen längeren Inertbedingungen wurden durch langsame Diffusion keine Kristalle erhalten. 239 5 Experimenteller 5.4 5.4.1 Teil Cyclopropanierung Typische Katalysebedingungen Katalysatorherstellung mit Phosphoramiditligand la: 2a Komplex (20.3 mg, 24.0 //mol, 1 (9.2 mg, 26 //mol, 1.1 gebildete T1C1 Äq.) und Et3OPF6 wurden in CH2CI2 Äq.) (6.6 mg, 26 //mol, 1.1 (1 ml) gelöst, 17 h bei RT oder T1PF6 gerührt und das abfiltriert.[521] Katalysatorherstellung [RuCl2(77VCym)]2 und Et30PF6 Äq.) mit Phosphoramiditligand(en) Äq. Ru), Ligand (7.3 mg, 12 //mol, 1 (6.6 mg, 26 //mol, 1.1 CH2C12 (1 ml) gelöst, 17 h bei RT Äq.) lb: oder T1PF6 gerührt und das lb (30.7 mg, 48.0 (9.2 mg, 26 //mol, 1.1 gebildete T1C1 //mol, Äq.) 2 Äq.) wurden in abfiltriert.[521] Katalyse: «-Dekan (ca. 60 mg) oder «-Dodekan (ca. 80 mg) (interner Standard für die GC-Analyse) und Styrol (55.2 ß, wurden zur 0.480 mmol, 20 Äq.) oder Katalysatorlösung (24 //mol, 0.480 mmol, 20 Äq.) in CH2CI2 Reaktionsgemisch gegeben. 14 h bei RT gerührt. 5 a-Methylstyrol (62.4 ß, mol%) gegeben. Eine Lösung (1 ml) wurde während 6 h bei Die EDA- und 0.480 mmol, 20 RT mittels von EDA Äq.) (50.5 ß, Spritzenpumpe zum Lösung wurde nach beendeter Diazoesterzugabe für weitere Reaktionslösung wurden während der Zugabe/Reaktion vor Lichteinstrahlung geschützt. Ausbeute Umsatz, und Diastereoselektivität Enantioselektivität mittels chiraler Dazu wurde die als Eluent Jedes Die bestimmt über Alox filtriert wurde mindestens einmal Experimenten achiraler, Diastereo- und (siehe Kapitel 5.4.2 und 5.4.3). (mit einem 9:1 Hexan/EtOAc-Gemisch war reproduziert und die Abweichungen zwischen normalerweise kleiner als 2%. Quantitative (achirale) GC-Analysen quantitative Bestimmung Cyclopropanierungen 240 mittels ml)).[521] Experiment den 2-5 5.4.2 (ca. 4 Reaktionslösung GC-Analyse wurden der Umsätze und Ausbeuten wurde mittels achiralem GC und «-Dekan der katalytischen (mit Styrol) oder «-Dodekan 5 Experimenteller Teil (mit or-Methylstyrol) als internem Standard (IS) durchgeführt. Die Kalibrierungsfaktoren fR (Formel 1) Reaktanden von und Produkten wurden zuvor durch Injektion von Standardlösungen bestimmt:[522] Ax fR Kalibrierungsfaktor Mx Menge der Ax Integrierte Fläche Mis Menge Ab Integrierte Fläche an zu kalibrierenden des Verbindung (mol) Signals internem Standard Auf diese Weise wurden MIS (mol) des internen Standards folgende Kalibrierungsfaktoren erhalten: /*(Styrol) 1.21 /r (Ethyl-2-phenylcyclopropan-l-carboxylat) 0.84 fR ( a-Methylstyrol) 1.40 /r (Ethyl-2-methyl-2-phenylcyclopropan-1 -carboxylat) 1.10 Mit diesen Werten wurden die in den Reaktanden und Produkten durch Reaktionslösungen vorhandenen Mengen (Formel 2) Integration der Signale des Chromatogramms an des achiralen GCs bestimmt: MX=^-MB-/Ä (2) Ais /r Kalibrierungsfaktor Mx Menge der Ax Integrierte Fläche Mis Menge Ais Integrierte Fläche Aus den Chromatogrammen Zugabe von an zu analysierenden Verbindung (mol) des Signals internem Standard (mol) des internen Standards von Proben der Reaktionslösung vor (0 h) und nach (3, 20 h) der EDA wurde schliesslich mittels MS EXCEL Umsatz und Ausbeute berechnet. 241 5 Experimenteller Dieselben Teil Chromatogramme Diastereoselektivität 5.4.3 Chirale achiralen des auch eine Bestimmung der GC-Analysen (Formeln 3 und 4) und Enantioselektivität (Formel 5) erfolgte durch chirale GC-Analyse. des erlaubten (cisltrans-Verhältnis, siehe Kapitel 5.4.3). Die Determination der Diastereo- Signale GCs Chromatogramms Die Selektivität der Produkte wurde durch Integration der des chiralen GCs bestimmt. Die Diastereoselektivität wird als Diastereomerenverhältnis (dr = («,s-Anteil)A/ran,s-Anteil)) angegeben: eis- Anteil A"si = -, vAc!si trans - Anteil + +.Aas2 r-100 Ac!s2 )+ \Atransl A = ,mn^ V^asl "*" -as2 /"*" + + A ,ram2 r V^ transi "*" A tram2 • 100 (4) ) Die Enantioselektivität wird in Form des Enantiomerenüberschusses trans-Isomere (3) A(rans2 ) (ee) für die eis- resp. angegeben: Ia cisl/transl ee = — J a cis2/trans2 I i r\r\rr7 f c\ L-100% A cisl/îransl + (5) A cisl/îransl Ac„; Integrierte Fläche des Signals von cisl (Styrol: (15,2/?); ör-Methylstyrol: (\R,2S)) Acls2 Integrierte Fläche des Signals von cis2 (Styrol: (1R,2S); ör-Methylstyrol: (15,2/?)) Atransi Integrierte Fläche des Signals von transi (Styrol: (1R,2R); ör-Methylstyrol: (15,25)) Àtrans2 Integrierte Fläche des Signals von trans2 (Styrol: (15,25); ör-Methylstyrol: (1R,2R)) Aus den Chromatogrammen von Proben der Reaktionslösung (3 und 20 h) wurde schliesslich mittels MS EXCEL Diastereo- und Enantioselektivität berechnet. Die so ermittelten Diastereoselektivitäten wurden mit den achiralen GCs erhaltenen Werten sämtlichen Fällen innerhalb der 242 aus verglichen (vgl. Kapitel 5.4.2), Fehlergrenzen lagen. den Chromatogrammen wobei die des Abweichungen in 5 5.4.4 Produkte der Experimenteller Teil Cyclopropanierung Ethyl-2-phenylcyclopropan-l-carboxylat Mf: Ci2Hi402 Mm: 190.24 Achirale 5 °C C02Et g-mol"1 GC-Analyse: Temperaturprogramm: 50 °C isotherm für 5 min, dann auf 200 °C mit min-1. Rt (min): Styrol, 8.5; «-Dekan, 12.8; Ethyl-as-2-phenylcyclopropan-l-carboxylat, 26.5; Ethyl-frans-2-phenylcyclopropan-l-carboxylat, 27.9.[521] Chirale GC-Analyse: Temperaturprogramm: 120 °C isotherm. Rt (min): cis-(\S,2R), 52.8; cis- (\R,2S), 55.5; trans-(\R,2R), 62.7; trans-(\S,2S), 64.6.[521] Die absolute durch JH Konfiguration Verglich NMR der optischen = /rans-Ethyl-2-phenylcyclopropan-l-carboxylat Rotation mit (400 MHz, CDC13, Werte cw-bomer: 7.26-7.19 1H, / für eis- und (m, 5H, aus arom. Lit.[284] wurde bestimmt. Lit.[320,323]): Ph-H); 3.87 (q, 2H, / = 7.3, C02C#2CH3); 2.58 (ddd, 7.4, 8.7, 9.3, Cyp-H); 2.07 (ddd, 1H, /= 5.7, 7.8, 9.3, Cyp-H); 1.71 (ddd, 1H, / 5.7, 7.4, Cyp-H); 1.32 (ddd, 1H, / = 5.1, 7.8, 8.7, Cyp-H); 0.97 (t, 3H, / = = 5.1, 7.3, CO2CH2Œ3).[320] trans-Isomer. 7.30-7.09 1H, / = (m, 5H, arom. Ph-H); 4.16 (q, 2H, / = 7.5, C02Œ2CH3); 2.52 (ddd, 4.2, 6.4, 9.2, Cyp-H); 1.90 (ddd, 1H, /= 4.2, 5.3, 9.2, Cyp-H); 1.59 (ddd, 1H, / 5.3, 9.2, Cyp-H); 1.31 (ddd, 1H, / = 4.6, 6.4, 8.4, Cyp-H); 1.28 (t, 3H, / = = 4.6, 7.5, C02CH2Œ3).[323] Die Substanzen sind schon bekannt: cis-(\S,2R), RN 34703-00-9; cis-(\R,2S), RN 34702-97- 1; trans-(\R,2R), RN 34716-60-4; trans-(\S,2S), RN 34702-96-0. 243 5 Experimenteller Teil Ethyl-2-methyl-2-phenylcyclopropan-l-carboxylat Mf: Ci3H1602 Mm: 204.27 Achirale 5 C02Et g-mol"1 min"1. R, (min): °C 50 °C isotherm für 5 min, dann auf 200 °C mit GC-Analyse: Temperaturprogramm: o-Methylstyrol, phenylcyclopropan-1 -carboxylat, 12.0; n-Dodekan, 19.6; Ethyl-«'s-2-methyl-2- Ethyl-frans-2-methyl-2-phenylcyclopropan-1 26.3 ; - carboxylat, 27.6.[521] Chirale GC-Analyse: Temperaturprogramm: 120 °C isotherm. Rt (min): cis-(lR,2S), 40.6; cis- (\S,2R), 42.8; trans-(\S,2S), 51.5; trans-(\R,2R), 52.7.[521] Die absolute carboxylat JH NMR Konfiguration wurde durch = Verglich (m, 5H, eis- der (400 MHz, CDC13, Werte cw-bomer: 7.29-7.17 / für und optischen aus £rans-Emyl-2-metiiyl-2-phenylcyclopropan-lRotation mit bestimmt. Lit.[320'323]): Ph-H); 3.85 (q, IH, arom. Lit.[523] /= 10.9, C02C#2CH3); 3.81 (q, IH, 7.1, CO2C//2CH3); 1.90 (dd, IH, /= 5.6, 7.8, Cyp-H); 1.78 (dd, IH, / 1.46 (s, 3H, CH3); 1.15 (dd, IH, / trans-Isomer. 7.33-7.19 (m, 5H, = 4.9, 7.8, Cyp-H); 0.94 (t, 3H, / arom. Ph-H); 4.20 (qq, 2H, / = (dd, IH, /= 5.9, 8.3, Cyp-H); 1.52 (s, 3H, CH3); 1.43 (dd, IH, / IH, / = 4.9, 8.3, Cyp-H); 1.30 (t, 3H, / Die Substanzen sind schon bekannt: = 7.0, = 7.1, 4.9, 5.6, Cyp-H); CO2CH2C//3).[320] 7.0, 8.5, C02C#2CH3); 1.96 = 4.9, 5.9, Cyp-H); 1.41 (dd, C02CH2C//3).[323] cis-(\R,2S), RN 335593-36-7; cis-(\S,2R), RN 160497- 39-2; trans-(\S,2S), RN 160497-38-1; trans-(\R,2R), RN 335593-39-0. 244 = 5 Teil Experimenteller 5.5 Diels-Alder-Reaktion 5.5.1 Typische Katalysebedingungen Katalysatorherstellung [RuCl2(77VCym)]2 Äq. 2 40 //mol, wurden in CH2C12 bei RT Äq. 1 //mol, Phosphoramiditliganden Äq. Ru) (12.2 mg, 20.0 //mol, 1 oder 43.2 mg, 80.0 Äq.) mit 2 Äq.; oder 19.9 mg, 80.0 und b: 25.6 mg, 40.0 (4 ml) gelöst und 1 h bei 1: RT Ligand 1 //mol, gerührt. 2 Äq.) und (a: 21.6 mg, 40.0 //mol, 1 Äq. oder 51.2 mg, 80.0 Dann wurde Äq.) zugegeben und //mol, 1 //mol, Et3OPF6 (9.9 mg, die resultierende 1 h Lösung gerührt. Katalyse: Acrolein wurden 24 h (65.6 //l, 1.00 mmol, 25 zur bei Katalysatorlösung (40.0 //mol, gerührt. RT Die Diels-Alder-Reaktion H NMR-Spektrum, bestimmt (vgl. Kapitel mittels FC Die 5.5.2 Chirale Diastereo- und Lösung Integration der Enantioselektivität nur teilweise eine Aldehydprotonenresonanzen mittels chiraler Dazu wurden die GC-Analyse Reaktionsprodukte reproduziert. der Enantioselektivität (und auch der Diastereoselektivität) wurde die der Diels-Alder-Produkte mit (2#,4#)-Pentan-2,4-diol acetalisiert.[190] mg, 0.16 mmol, 1 (2fl,4fl)-Pentan-2,4-diol (24 mg, 0.23 mmol, 1.4 Äq.) und 24 h bei RT p-TsOH (5.0 gerührt. Die mg, 26 über MgS04 getrocknet, 0.16 //mol, Reaktionslösung mit H20, ges. NaHCC>3 und ges. NaCl abgetrennt, zeigte NMR-Spektroskopie Kapitel 5.5.2). Bicyclo[2.2.1]hep-5-en-2-carboxaldeyd (20 mmol, 1.1 und an.[515] 5.4.3 und siehe wurden Bestimmung mit Aerobin GC-Analysen Aldehydfunktion gelöst, XH durch unreagiertem (Si02, Pentan/Et20 8:1) gereinigt. Die Ausbeute wurde gravimetrisch bestimmt. Experimente Für die lediglich von Umsatz und Diastereoselektivität wurden durch im Äq.) mol%) gegeben und die Reaktionslösung wurde Detektion Bicyclo[2.2.1]hep-5-en-2-carboxaldeyd abgeschlossene 4 1.00 mmol, 20 Cyclopentadien (82.4 //l, (jeweils 5 filtriert und Äq.) Äq.) wurde in Toluol (1 ml) Äq.), HC(OEt)3 (30 //l, 0.18 versetzt und die resultierende wurde mit Et20 (5 ml) versetzt und je 3x ml) gewaschen. Die organische Phase wurde am RV vorsichtig etwas eingeengt. 245 5 Experimenteller Teil 5.5.3 Produkt der Diels-Alder-Reaktion Bicyclo[2.2.1]hep-5-en-2-carboxaldeyd ^ Mf: C8H10O Mm: 122.17 H J^pCHO g-moT1 und Umsatz NMR Chirale IvVcHO {2R)-exo (2S)-endo im XH NMR-Spektrum (\TH H (exolendo-Verhältnis) wurden Diastereoselektivität Aldehydprotonenresonanzen XH C\" CHO (2S)-exo CHO /f\ durch {2R)-endo Integration der der Diels-Alder-Produkte bestimmt: (300 MHz, CDC13, 25 °C): 9.81 (CHCU); 9.43 (CUOendo). GC-Analyse (der actetalisierten Diels-Alder-Produkte): Temperaturprogramm: 90 °C isotherm. Rt (min): endo-Isomer, 158.1; exo-Isomer, 170.1; exo-Isomer, 177.4; endo-Isomer, 180.7. Die den Zuordnung chiralen resonanzen im NMR mit denjenigen aus der der Diastereoselektivitäten Integration der aus Aldehydprotonen¬ XH NMR-Spektrum. Rf= 0.55 (exo-Isomer), 0.50 (endo-Isomer). (300 MHz, CDC13, Werte exo-Isomer: 9.76 = Signale erfolgte durch Vergleich GC-Analysen DC (Pentan/Et20 8:1): JH der (d, 1H, / = aus Lit.[524525]) 2.3, CHO); 6.16 (dd, 1H, / = 2.9, 5.6, CH=CU); 6.10 (dd, 1H, / 3.1, 5.5, CH=CT); 3.09 (s, 1H, C(l)-H); 2.94 (s, 1H, C(4)-H); 2.25 (ddd, 1H, /= 2.2, 4.3, 6.5, C(2)-Uendo); 1.93 (dt, 1H, / = 3.9, 11.9, C(3)-H); 1.36-1.33 (m, 1H); 1.32-1.20 (m, 2H)[524] endo-Isomer. 9.42 = (d, 1H, /= 3.0, CHO); 6.22 (dd, 1H, /= 3.2, 5.9, CH=CK); 6.00 (dd, 1H, / 2.8, 5.9, CU=CH); 3.25 (br., 1H); 2.99 (br., 1H); 2.90 (m, 1H); 1.91 (ddd, 1H, /= 3.6, 9.1, 12.0); 1.52-1.40 (m, 2H); 1.32 (d, J= 8.2, Die Substanzen sind schon bekannt: 1H).[525] (2S)-exo, RN 96443-41-3; (2R)-exo, RN 19926-88-6; (2S)-endo, RN 19926-90-0; (2R)-endo, RN 72203-35-1. 246 5 5.6 Pulsed Einleitung Field Ermittlung Antworten Spin-Echo Gradient '486_492] zu Dies ist von und grossem PGSE-Messugen wurden machen Gebrauch Molekülgrösse und für -form von Eigenschaften abhängig mit Abbildung gepulsten Expenment). S= Lange der Moleküle, die direkt aus einer Pulssequenz mit stimulierten Spin- typische Pulssequenz Eine ist G A- Pulsgradienten, Magnetisierung erzeugt, die homokerniger Kopplungen charakterisiert refokussiert sich die den 8 Echo-Pulssequenz des von und dargestellt.[486] 78 Stejskal-Tanner-Experiment Phasenwert da sind. Feldgradienten. < Stimulierte Tanner[526] eingeführt und 1° 78 Koordinationschemie, die Stejskal 8 Abbildung Wechsel¬ intramolekularen Stejskal-Tanner-Experiment Kombination schematisch in Interesse mehr als 40 Jahren vor PGSE-NMR-Diffusionsexperiment besteht in und werden können. den translatorischen von 5.6.2 Modifiziertes Echos inter- die Fragen der Bildung mehrkerniger Komplexe, Ionenpaare und anderweitig aggregierter Spezies gefunden Parametern (PGSE)-NMR-Diffusionsmessungen ermöglichen Moleküldimensionen von wirkungen.120 Im Teil NMR-Diffusionsmessungen 5.6.1 Ein Experimenteller = wird sich und G fur PGSE-Diffusionsexpenmente (modifiziertes Stejskal-Tanner- Starke des durch aufgrund Pulsgradienten, chemischen Spin-Spin-Relaxation Nach werden. Magnetisierung Tanner-Experiment (Abbildung 78) und erlaubte Dauer der Diffusion. 90°-Puls Verschiebung, transversale hetero- und entwickelt. Diese kann durch einen Anwendung generiert = anfänglichen einen der A eines intermediären 180°-Pulses ein Echo. Im modifizierten Stejskal- werden zwei 90°-Pulse anstelle eines einzelnen 180°- Pulses verwendet. Durch den zweiten 90°-Puls (den ersten, der oben erwähnten zwei) werden 247 5 Experimenteller die Teil Phasenwinkel, welche die Position der Spins kodieren, entlang der z-Achse des gespeichert. Referenzkoordinatensystems entsprechende Phase des Signals dieser Methode wird ein besseres Der erste lineare gepulste, Magnetisierung Die transversale werden durch einen dritten 90°-Puls Signal-zu-Rauschen-Verhältnis führt Feldgradient mit einem Phasenwinkel proportional des Gradienten. Da sich die Stärke des Gradienten erhalten zweite nur Spins innerhalb wiederhergestellt. entlang z. starken Dephasierung zur werden gleichgross Molekularbewegung sie im wie der erste sein muss, kehrt die Abschwächung aus Dies der führt zu Echos. des Amplitude einer Ursprung, was entsprechenden nun die gleiche aber durch Phase erhalten wie im unvollständigen Refokussierung Da und sich kleine Moleküle schneller zu einer bewegen (A) in Scheiben die weiter entfernt sind wandern sie in einen bestimmten Zeitintervall ihrem verändert, ihrer Scheibe in eine benachbarte Scheibe verschieben, Refokussierungsgradient nicht mehr Vorbereitungsschritt. der Amplitude (G) B. der z-Achse linear Phasen, und das Echo bildet sich auf gewohnte Weise. Wenn sich Spins Brown'sehe Mit erhalten. Länge (ô) und zur die einer schmalen Scheibe der Probe denselben Phasenwinkel. Der der exakt Pulsgradient, einer zu und Magnetisierung kleinere Echointensitäten für ein bestimmtes Verhältnis von von Länge und Stärke des Gradienten hervorruft. 5.6.3 Das Messung und PGSE-Experiment systematisch Datenaufarbeitung wird durch gewöhnlich die erlaubte Diffusionszeit verändert wird. Die Diffusionskonstante Repetieren der Pulssequenz ausgeführt, (A), die Länge (ô) oder die Stärke (G) des Gradienten (D) kann aus Formel 6 abgeleitet \n{Ç\ -{rS)2G<A-Ç\D = I Intensität der y gyromagnetisches ô Länge des Gradienten (s) G Stärke des Gradienten A Verzögerung zwischen den Mittelpunkten der Gradienten (s) D Diffusionskoeffizient 248 NMR-Signale (-) Verhältnis (T^-s1) (T-m1) (m2-s~ ) wobei werden: (6) 5 Die Diffusionskonstante Auftragung abhängig Die von (D) ist proportional (rH) der Diffusionskonstante aus Regressionsgeraden, â{A-â3) Teil einer oder G2, Messung. Stokes-Einstein-Gleichung (Formel 7) ermöglicht Radius der ln(7//0) (relative Intensität der NMR-Signale) gegen A-S3, veränderten Parameter während der vom Steigung zur Experimenteller eine Ableitung des hydrodynamischen (D) und erlaubt eine Korrektur der Viskosität (rf): rH = (7) <—FT 6m]D rH hydrodynamischer Radius (m) k Boltzmann Konstante T absolute 7] Viskosität D Diffusionskoeffizient Verbindungen (J-K1) Temperatur (K) (N-m"2-s) mit kleinen (m2-s~ ) hydrodynamischen Radien (rH) bewegen sich schneller und haben grössere Diffusionskoeffizienten (D). 5.6.4 Alle Experimentelles wurden Diffusionsmessungen in (Frequenzen XH: MHz: diente standard Pulsgradienten hatten variierte mittels einer 31P: eine rechteckige während der Gradienten und des Form und variablen von HDO in D2O Probentemperatur (T) (300 Bruker Standardabweichungen BVT mit 3000 stimuliertem und die Die ms inversen Als einer BBI- Pulssequenz Spin-Echo. lang (S). Ihre Stärke Die (G) Verzögerung zwischen den Kalibrierung durchgeführt (Dhdo des Gradienten wurde = 1.9xl0"9 m2-s" ). Die in Abwesenheit eines externen Luftstroms K für Messungen bei RT) wurde mit einer DIGITAL-Temperatureinheit wurde die Viskosität mit 376.50) mehrkernigen 1.75 für die Diffusionskonstanten Stokes-Einstein-Gleichung 400-Spektrometer DRX 19F: waren ms. Messungen wurden ohne Drehung der Probe und Die einem Experimentes (A) betrug 167.75 Diffusionsmessung durchgeführt. Avance 161.98, Stejskal-Tanner-Pulssequenz automatisch Mittelpunkten 400.13, Bruker abgeschirmten Z-Gradient-Spule durchgeführt. mit einer aktiv die einem Gradienteneinheit mikroprozessorgesteuerten Probenkopf auf von kontrolliert. betrugen erfahrungsgemäss reinem CH2CI2 (0.41xl03) Die ±0.06. In der verwendet. 249 5 Experimenteller Teil Sämtliche Proben wurden in der Glovebox (unter wasserfreien hergestellt. frisch CD2CI2 hergestellt. Die Probenkonzentration neutrale und kationische Verbindungen Nicht betrug Stickstoffatmosphäre) isolierte 2 mM Verbindungen mit destilliertem, wurden situ in (sofern nicht anders angegeben). Für wurden die Daten der ^ NMR-Messungen (und mit den Werten der 31P NMR-Messungen verglichen), für Anionen die Daten verwendet aus den 19F NMR-Messungen. Die durch sukzessive Veränderung NMR-Signale (ln(///0)) EXCEL), wobei wurden gegen das die Regressionsgeraden ist.[474] 250 des Gradienten (G) erhaltenen relativen Intensitäten der Quadrat des Gradienten Diffusionskonstante (D) proportional (G2) aufgetragen zur Steigung (MS der Kapitel 6 Anhang 6.1 Liste der Reagenzien und Abkürzungen Lösungsmittel 'BuDA tert-Butyldiazoacetat "BuLi «-Butyllithium Cßüß Benzol DCTB ?ra«5,-2-[3-(4-?er?-Butylphenyl)-2-methyl-2-propyliden]malononitril DEF Diethylfumarat DEM Diethylmalonat EDA Ethyldiazoacetat Et20 Diethylether EtOH Ethanol H20 destilliertes Wasser 3-HPA 3-Hydroxy-picolinsäure MeOH Methanol MeCN Acetonitril !PrOH 2-Propanol THF Tetrahydrofuran TMS Trimethylsilan TOL Toluol Strukturfragmente und (auch AN) Liganden Ac Acetyl acac Acetylacetonat Ala Alanin AN Acetonitril Ar Aryl Azb Azobenzol, 2-Phenylazophenyl BArF~ Tetrakis(3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl)borat (auch TFPB) BHT 2,6-Di-ter?-butyl-4-methylphenol BINAP 2,2' -Bis(diphenylphosphano)-1,1' -binaphthyl (auch MeCN) Anhang 6 BINOL l,l'-Bi(2-naphthol) BINPO (2-Diphenylphosphano,2' -diphenylphosphanoxid)-1,1 -binaphthyl TolBINPO (2-Di(/?-tolyl)phosphano,2' -di(/?-tolyl)phosphanoxid)-1,1 -binaphthyl MeO-BIPHEP (6,6'-Dimethoxy(l,l'-biphenyl)-2,2'-diyl)bis(diphenylphosphan) BIPHOP-F l,2-Bis(bis(pentafluorophenyl)phosphanyloxyl)-l,2-diphenylphosphan bipy 2,2'-Bipyridin Bnp l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl Bu «-Butyl *Bu tert-Butyl C4H4S Thiophen C6Me6 Hexamethylbenzol C7H7 ^5-Cycloheptatrienyl CHIRAPHOS 2,3-Bis(diphenylphosphano)butan COD 1,5-Cyclooctadien Cp ^-Cyclopentadienyl Cp * ' ' ^5-Pentamethylcyclopentadienyl CpH Cyclopentadien Cy Cyclohexyl Cycphos 1 -Cyclohexyl-1,2-bis(diphenylphosphano)ethan Cym Cymol ( rf-1 -Methyl-4-( 1 -methylethyl)benzol) Cyp Cyclopropan DBP 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenyl DCM Dicyclohexylmethyl DIOP 2,3-0-Isopropyliden-2,3-dihydroxy-l,4-bis(diphenylphosphano)butan DiPAMP Bis((2-methoxyphenyl)phenylphosphano)ethan DIP 2,6-Diisopropylphenyl L-DOPA Levodopa, L-3,4-Dihydorxyphenylalanin en Ethylendiamin Et Ethyl Gly Glycin Hbeapy 2-,/V-Benzylpyrrolcarbaldimin Hpepy (+)-2-N-((S)-1 -Phenylethyl)pyrrolcarbaldimin Hpesa (+)-2-Af-((5)-l-Phenylethyl)salicylaldimin 256 6 Anhang Ind Inden Josiphos (/?)-l-((5)-2-(Diphenylphosphano)ferrocenyl)ethyldicyclohexylphosphan L Ligand M Metall Me Methyl Ment Menthyl MES Mesitylen MOP 2-(Diphenylphosphano)-1,1' -binaphthyl NBD Norbornadien NMDPP Neomenthyldiphenylphosphan Np 1-Naphthyl NAP Naphthalin Ph Phenyl Phenphos 1,2-Bis(diphenylphosphano)-1 -phenylethan Pr «-Propyl !Pr wo-Propyl Pro Prolin Prophos 1,2-Bis(diphenylphosphano)-1 -methylethan Py Pyridyl Pybox Bis(oxazolin)pyridin QUINAPHOS 0,0'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-Ar-(2-alkyl-8-diphenylphosphano-l,2dihydrochinolin-1 -yl)phosphoramidit R Alkyl salen N,N' -Disalicylalethylendiamin TADDOL a, a, a!, ot -Tetraaryl-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4,5-dimethanol TBS te?t-Butyldimethylsilyl (auch TBDMS) TC Thiophen-2-carboxylat TfO Triflat, Trifluormethansulfonat TMP 2,4,6-Trimethylphenyl Toi Tolyl Ts Tosyl X Halogen vakante Koordinationsstelle 257 6 Anhang Analytik [ab optische Drehung (°) Ais integrierte Fläche des internen Standards Ax integrierte Fläche des CCD ladungsgekoppelter Halbleiter (Charge-Coupled Device) CD circularer Dichroismus D Diffusionskoeffizient S Länge des Gradienten A Verzögerung zwischen den Mittelpunkten der Gradienten DC Dünnschichtchromatographie (Thin Layer Chromatography, TLC) de Diastereomerenüberschuss (diastereomer excess) dr Diastereomerenverhältnis (diastereomer ratio) EI Elektronenstoss EA Elementaranalyse (Elemental Analysis) ee Enantiomerenüberschuss (enantiomer excess) ESI Elektronensprayionisierung (Electron Spray Ionization) V dynamische FAB Beschuss mit schnellen Atomen (Fast Atom Bombardment) FC Flüssigchromatographie (Flash Chromatography) FID Flammenionisationsdetektor fR Kalibrierungsfaktor Signals (-1010 m2-s_1) (Electron Impact) Viskosität (N-m~2-s) Verhältnis (Flame Ionisation Detector) (T_1-s_1) r gyromagnetisches G Stärke des Gradienten GC Gaschromatographie (Gas Chromatography) HR hochauflösend IR Infrarotspektroskopie (Infrared Spectroscopy), (High Resolution) Infrarot (er Bereich des Lichtes; 780 nm-1 mm) I Intensität der IS interner Standard k Boltzmann Konstante MALDI Matrix-untestützte NMR-Signale (1.3 8065 8x10~23 JK1) Laserdesorptionsionisierung (Matrix Desorption Ionization) MM 258 molekulare Modelierung (Molecular Modeling) Assisted Laser 6 MS Massenspektrometrie (Mass Spectrometry) Mis Menge Mx Menge der NMR magnetische NMR-Ansatz Reaktion im NMR-Massstab PGSE Pulssequenz Anhang internem Standard an zu kalibrierenden/analysierenden Verbindung Kernresonanz (Nuclear Magnetic Resonance) mit stimulierten Feldgradienten (Pulsed (ca. 20 mg Reaktanden, Spin-Echos Field Gradient ca. 1 ml in Kombination mit Lösungsmittel) gepulsten Spin-Echo) rac racemisch *f Retentionsfaktor R, Retentionszeit rH hydrodynamischer Radius (A) Smp. Schmelzpunkt UFF Universal Force Field UV Ultraviolett VIS visueller Bereich / Kopplungskonstante (Hz) S chemische s Singulett d Dublett t Triplett 1 Quartett quint. Quintett sept. Septett m Multiple« br. breites s stark m mittel w schwach (weak) o ortho m meta P para COSY Korrelationsspektroskopie (Correlation Spectroscopy) HOESY heterokernige Overhauser Verstärkungs-Spektroskopie (Heteronuclear (er Bereich des Lichtes; 1-380 nm) (des Lichtes; 380-780 nm ) Verschiebung (ppm) Signal (broad) (strong) (medium) Overhauser Enhancement Spectroscopy) 259 6 Anhang Kern-Overhauser NOESY HMQC Verstärkungs-Spektroskopie (Nuclear Overhauser Enhancement Spectroscopy) heterokeringe mehrfache Quantenkorrelation (Heteronuclear Multiple Quantum Correlation) mehrfache heterokernige HMBC Bindungskorrelation (Heteronuclear Multiple Correlation) Weitere Abkürzungen A Ängström (10" Äq. Äquivalent(e) arom. aromatisch atm Atmosphäre (101325 Pa) bzw. beziehungsweise CA Chemical Abstracts c Konzentration CCDC Cambridge Crystallographic Chiralität griech. CIP Cahn-Ingold-Prelog CM Kreuzmetathese CSD Chemical Structural Database d dies, lat. für Tag(e) dest. destilliert etal. et alteri oder et alii für m) Händigkeit (Cross-Metathesis) lat. für und andere (bzw. et alterae/et aliae oder et altera/et alia) (männlicher, weiblicher oder sächlicher Plural) eV Elektronenvolt ges. gesättigt(e) gem. gemäss griech. griechisch °C Grad Celsius h hora, lat. für Stunde(n) HV Hochvakuum Hz Hertz 260 Data Centre (10~2-10~3 mbar) Bond in situ lat. für am/vor Ort, IUPAC International Union of Pure and koord. koordiniert Komb. Kombination konz. konzentriert KS Kühlschrank (5 °C) lat. lateinisch Lit. Literatur M molar Metathese von Mf Molekülformel/Summenformel MHz Megahertz MS Molekularsieb min Minute(n) Mm Molmasse nb nicht bestimmt ppm parts per million prakt. praktisch purum lat. für rein puriss. purissimum, RCM Ringschlussmetathese (Ring-Closing Metathesis) resp. respektive RN Registrierungsnummer (Registry Number) ROM Ringöffnungsmetathese (Ring-Opening Metathesis) ROMP Ringöffnungsmetathese-Polymerisation (Ring-Opening an Ort und Stelle Applied Chemistry metathesis, griech. für Umstellung, Versetzung, Platzwechsel (10"6) lat. für reinst Polymerization) RT Raumtemperatur (ca. 25 °C) RV Rotationsverdampfer S. Seite T Temperatur t Zeit techn. technisch Tether engl, für Leine tethered engl, für (auch Brücke oder Verbindungsgruppe) angebunden (auch angehängt) Metathesis 6 Anhang Masseneinheit (unified atomic u atomare ÜZ Übergangszustand vs. versus z. B. zum mass unit) Beispiel D dexter, lat. für rechts L laevis, lat. für links R rectus, lat. für rechts S sinister, lat. für links A rechtsgängig (Helix) A linksgängig (Helix) (/) like, engl, für entsprechend (RR oder SS) (u) unlike, engl, für nicht entsprechend (RS oder SR) 262 6 6.2 6.2.1 la Nummerierung Nummerierung Anhang und Nomenklatur der Liganden und Komplexe (Sa,/?c,Äc)-0,0'-(l,r-Binaph1hyl-2,2'-diyl)-iV^V-bis(l-phenyle1hyl)phosphoramidit la' (Sa,Sc,Sc)-0,0'-(l,l'-Binaphlhyl-2,2'-diyl)-iV,iV-bis(l-phenyle1hyl)phosphoramidit la" (Z?a,Sc,Sc)-0,0'-(l,r-Binaph1hyl-2,2'-diyl)-iV^V-bis(l-phenyle1hyl)phosphoramidit lb (Sa,/?c,Äc)-0,0'-(l,r-Binaphlhyl-2,2'-diyl)-iV^V-bis(l-(l-naphlhyl)e1hyl)phosphoramidit lb' (5a,5c,5c)-0,0'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-Af,Af-bis(l-(l-naphthyl)ethyl)phosphoramidit lb" (/?a,5c,5c)-0,0'-(l,l'-Binaphthyl-2,2'-diyl)-Af,Af-bis(l-(l-naphthyl)ethyl)phosphoramidit 2a (Sa,/?c,Äc)-Dichloro(^-/7-cymol)(0,0'-(l,r-binaphlhyl-2,2'-diyl)-iV^V-bis(lphenylethyl)phosphoramidit)mthenium(II) 2b (Sa,/?c,Äc)-Dichloro(^-/7-cymol)(0,0'-(l,r-binaphlhyl-2,2'-diyl)-iV^V-bis(l( 1 -naphthyl)ethyl)phosphoramidit)ruthenium(II) 2b' (5a,5c,5c)-Dichloro(76-/7-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-Af,Af-bis(l( 1 -naphthyl)ethyl)phosphoramidit)ruthenium(II) 3a (5a,/?c,/?c)-Chloro(76-/7-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphthyl-2,2'-diyl)-Af-(l-((l,2-7)phenyl)ethyl)-JV-( 1 -phenylethyl)phosphoramidit- xP)mthenium(II)hexafluorophosphat 3b (SRu,Sa,/fc,/?c)-Chloro(^-/7-cymol)(0,0'-(l,l'-binaphlhyl-2,2'-diyl)-iV-(l-((l,2T})-( 1 -naphthyl))ethyl)-iV-( 1 -( 1 -naphth)ylethyl)phosphoramidit- xf)ruthenium(II)- hexafluorophosphat 3b' (Sa,Sc,Sc)-Chloro(^-/7-cymol)(0,0'-(l,r-binaphlhyl-2,2'-diyl)-iV-(l-((l,2-7)( 1 -naphthyl))ethyl)-JV-(l -( 1 -naphth)ylethyl)phosphoramidit- KP)ruthenium(II)- hexafluorophosphat 4a (Sa,/?c,Äc)-Dichloro(0,0'-(l,r-binaphlhyl-2,2'-diyl)-iV-(l-(^-phenyl)e1hyl)-iV( 1 -phenylethyl)phosphoramidit- KP)mthenium(II) 263 6 Anhang 5a (Sa,/îc,/îc)-Chloro(0,0'-(l,l'-binaphlhyl-2,2'-diyl)-iV-(l-(^-phenyl)e1hyl)-iV( 1 -phenylethyl)phosphoramidit- KP)dimthenium(II)-bis(hexafluorophosphat) 6.2.2 Kompaktschreibweise der Liganden und Komplexe la (Sa,flc,flc)-la la' (Sa,Sc,Sc)-la' la" (/îa,Sc,Sc)-la" lb (Sa,/fc,Äc)-lb lb' (Sa,Sc,Sc)-lb' lb" (Äa,Sc,Sc)-lb" 2a (5a,/?c,/?c)-[RuCl2(76-/7-Cym)(la- *f)] 2b (5a,/?c,/?c)-[RuCl2(76-/7-Cym)(lb- *f)] 2b' (5a,5c,5c)-[RuCl2(76-/7-Cym)(lb'- xP)] 3a (Sa,/fc,Äc)-[RuCl( rf-p-Cym)(l ,2- 77-la- xP)]PF6 3b (SRll>Sa>/fc,/?c)-[RuCl(^-/7-Cym)(l,2-7-lb-*f)]PF6 3b' (Sa,Sc,Sc)-[RuCl(^-/7-Cym)(l,2-7-lb'-*f)]PF6 4a (5a,/?c,/?c)-[RuCl2(76-la-xP)] 5a (5a,/?c,/?c)-[Ru2Cl2(76-la- xP)2](PF6)2 6.2.3 la Systematische Namen nach IUPAC (Hb5a)-Ar,Ar-Bis-[(l/?)-l-phenylethyl]dinaphtho[2,l-J:l',2'-/|[l,3,2]dioxaphosphepin-4-amin la' (Hb5a)-Ar,Ar-Bis-[(15)-l-phenylethyl]dinaphtho[2,l-J:l',2'-/|[l,3,2]dioxaphosphepin-4-amin la" (llb/?a)-Ar,Ar-Bis-[(15)-l-phenylethyl]dinaphtho[2,l-J:l',2'-/|[l,3,2]dioxaphosphepin-4-amin lb (Hb5a)-Ar,Ar-Bis-[(l/?)-l-(naphthalen-l-yl)ethyl]dinaphtho[2,l-J:l',2'-/|[l,3)2]dioxaphosphepin-4-amin lb' (Hb5a)-Ar,Ar-Bis-[(15)-l-(naphthalen-l-yl)ethyl]dinaphtho[2,l-J:l',2'-/|[l,3)2]dioxaphosphepin-4-amin 264 6 lb" Anhang (llb/?a)-Ar,Ar-Bis-[(15)-l-(naphthalen-l-yl)ethyl]dinaphtho[2,l-J:l',2'-/|[l,3,2]dioxaphosphepin-4-amin 2a {(Hb5a)-Ar,Ar-Bis-[(l/?)-l-phenylethyl]dinaphtho[2,l-J:l',2'-/|[l,3,2]dioxa- phosphepin-4-amin-xf4}dichloro[(76-l-methyl-4-(l-methylethyl)benzol]ruthenium 2b {(Hb5a)-Ar,Ar-Bis-[(l/?)-l-(naphthalen-l-yl)ethyl]dinaphtho[2,l-J:l',2'-/|- [l,3,2]dioxaphosphepin-4-amin-xf4}dichloro[(76-l-methyl-4-(l-methylethyl)benzol] mthenium 2b' {(Hb5a)-Ar,Ar-Bis-[(15)-l-(naphthalen-l-yl)ethyl]dinaphtho[2,l-J:l',2'-/|- [l,3,2]dioxaphosphepin-4-amin-xP4}dichloro[(76-l-methyl-4-(l-methylethyl)benzol] mthenium 3a Oüoro[(^-l-me1hyl-4-(l-me1hyle1hyl)beiizol]{(llbSa)-iV-[(l/?)-l-[(l,2-7)phenyl]ethyl}-Af-[(lR)-l-phenylethyl]dinaphtho[2,l-J:l',2'-/][l,3,2]dioxa- phosphepin-4-amin-xf4}nithenium(l+)-hexafluorophosphat(l-) 3b [Ru(S)] -Chloro[( rf-1 -methyl-4-( 1 -methylethyl)benzol] {( 1 lbSJ-N- [( 1R)-1 - [(1,2- 77)-naphthalen-1 -yl]ethyl} -N- [( IR)-1 -(naphthalen-1 -yl)ethyl]dinaphtho- [2,l-J:l',2'-/|[l,3,2]dioxaphosphepin-4-amin-xf4}nithenium(l+)hexafluorophosphat( 1-) 3b' Chloro[(76-l-methyl-4-(l-methylethyl)benzol]{(llb5a)-Af-[(15)-l-[(l,2-7)naphthalen-1 -yl]ethyl} -N-[(\S)-1 -(naphthalen-1 -yl)ethyl]dinaphtho- [2,l-J:l',2'-/|[l,3,2]dioxaphosphepin-4-amin-xf4}nithenium(l+)hexafluorophosphat( 1-) 4a Dichloro{(llb5a)-Af-[(l/?)-l-(76-phenyl)ethyl]-Af-[(l/?)-l-pheylethyl]dinaphtho[2,l-d: 1 ,2'-/|[l,3,2]dioxaphosphepin-4-amin- KP4} mthenium ' 5a Di-//-chlorobis{(llb5a)-Af-[(l/?)-l-(76-phenyl)ethyl]-Af-[(l/?)-l-pheylethyl]- dinaphtho[2,l-J:l',2'-/|[l,3,2]dioxaphosphepin-4-amin-xf4}dimthenium(2+)bis [hexafluorophosphat( 1 -)] 265 Anhang 6 6.3 Stereochemie, Chiralität In diesem Exkurs wird das beiden existierenden und Prinzips Nomenklatursysteme der Chiralität kurz eingeführt. und die Nomenklatursysteme vorgestellt Zudem werden die der Verwendung (pseudo-) tetraedrischen Metallkomplexen erläutert. bei Enantiomerenreine Substanzen sind in vielen Bereichen der Chemie Bedeutung.[91] Ein klassischer Weg zu gezielte Synthese effektiver ist die Chemie zählen stereoselektive Interesse definierten an Theorie der Stereochemie in Zentralatome und Synthesemethoden immer mehr Metallverbindungen. Über variable Information langem zum In und damit wächst das 100 Jahre nach der deren auf welche Konfiguration das organischen der Standardrepertoire. Auch Bedeutung an Koordinationsgeometrien der Formulierung Überlegungen Mannigfaltigkeit durch die Vielzahl bedingt ist. Unter der möglicher Verwendung mit bekannten Methoden einstellbar ist, kann Metallzentrum der absoluten wichtiger Stereoisomers. Werner stehen stereochemische deutlich, Metallkomplexen Prädeterminierung seit zentraler von Racematspaltung. Wesentlich erneut im Zentrum des Interesses. Dabei wird die organischer Liganden, Ein gewünschten Koordinationsverbindungen durch Metallkomplexen chirale ihnen führt über die des asymmetrische Katalyse gewinnt die an CIP-Regeln Konfiguration übertragen Dadurch werden. kann eine des Metallzentrums erreicht werden. Ansatz für stereochemische Problemstellungen ist der Gebrauch des Konzepts der Chiralität.[9] Als Chiralität wird die Eigenschaft bestimmter Objekte oder Systeme (hier Moleküle) bezeichnet, zur Deckung gebracht Gruppeneigenschaft werden und wird deren Spiegelbild durch Drehung nicht kann.[527] Sie ist entsprechend eine Molekül- mit dem und keine Original Atom- oder verschiedener Chiralitätselemente klassifiziert: chirale Moleküle können Chiralitätszentren, -achsen, -ebenen und/oder Schraubenwindungen (Helices) enthalten. Die relative Konfiguration ist die Bezugssubstanz, ohne Spezifikation nicht mit dem spezifiziert.[528] Drehwert. Die Röntgenstrukturanalyse Bei bestimmt absoluten 266 Verbindung Konfiguration Konfiguration werden oder definierter Stereochemie das Enantiomere eines anderen der Atome im Molekül relativ zu einer des Chiralitätssinnes. Dieser korreliert normalerweise der unbekannte Anordnung mit bekannter absoluter kann indem neuen über wird der Chiralitätssinn experimentell Reaktionen mit über die eindeutig Moleküls in das Enantiomere einer Konfiguration überführt wird. Anhang 6 Es existieren zwei ältere D,L-System CHX-R' wird angewendet. Nomenklatursysteme nur Dem bei Dispersion Natriumrubidium-Salzes der Glycerinaldehyd 1951 Nach Das (Zucker, Aminosäuren) des Typs R- wurde hierbei zunächst willkürlich die D- Bijvoet[530] von durch die erfolgreicher Bestimmung (+)-Weinsäure bekannt war, erwies sich der obige Zuordnung ihm entdeckte anomale von absoluten (Na-Rb-Tartrat)[532] deren H- Beziehung (+)- zum richtig (Abbildung 79). als OH -OH -OH CHO des Konfiguration C02H CHO HOH2C Chiralitätssinnes.[528] des Frage nach der absoluten Konfiguration einer chiralen Die wurde erstmals gelöst.[531] Substanzklassen (+)-Glycerinaldehyd[529] Konfiguration zugeordnet. Verbindung wenigen Festlegung zur HO- H02C -H OH CH2OH C02H L Abbildung 79: D-(+)-Glycennaldehyd Das heute Ingold wurde und L-(+)-Weinsaure (jeweils allgemein angewendete System Prelog[533535] eingeführt und (Cahn-Ingold-Prelog-System, unabhängiges, direkt Spezifizierung der vom und 1982 kurz aus von chiralen Eine der zentralen Oktaeder.19 ] Konfiguration Fischer-Projektion). /?,5-System, welches 1966 Helmchen[536] und Prelog dreidimensionalen Molekül Konfiguration der sich die von CIP-System). Es ist dies ein von von Cahn, überarbeitet Bezugssubstanzen ausgehendes Nomenklatursystem Stereoisomeren.[528] eines Stereozentrums werden nach definierten geordnet, ist das Strukturformel und zur Die Atome oder Liganden einer Sequenz Regeln (Sequenzregeln) zu ableiten lässt. Koordinationsgeometrien in der anorganischen Stereochemie ist das Diese Geometrie wird gemäss IUPAC-Nomenklatur als OC-6 bezeichnet. Der Chiralitätssinn dieser helikalen Gebilde wird mit A und A bezeichnet. Die tetraedrische unzähligen dass Anordnung Varianten die von vier verschiedenen Quelle der Chiralität organischer Stereoisomere, welche sich nur in der Liganden (IUPAC T-4) Verbindungen.1911 Konfiguration an einem Die ist in Tatsache, solchen Zentrum unterscheiden, oft gezielt hergestellt werden können, ohne dass eine Racemisierung auftritt, ist in erster Linie auf die im Allgemeinen hohe zurückzuführen. r-4-Metallzentren, sofern sie hergestellt werden können, sind dagegen Substitutionsstabilität überhaupt von Kohlenstoffzentren mit vier verschiedenen in den allermeisten Fällen Liganden ausgesprochen labil (Ausnahmen vgl. Kapitel 1.5.1). 267 6 Anhang Die tetraedri sehen tetraedrische Halbsandwichkomplexe Die Beschreibung durch das ;r-artig ein an Metallkomplexe kann als der absoluten CIP-System. Konfiguration ihres festgelegt vor, dass das Metallatom (Cp), werden. ^"-Liganden (n gebunden Demzufolge und Die mit einem Geometrie der (vgl. Kapitel 1.5.1). somit ebenfalls erfolgt Baird[493] und Liganden, die Tirouflet und 1) als Pseudoatome betrachtet werden dabei der Summe der Atommassen der sind. Durch diese Erweiterung kann deren resultiert für die Pseudoatome 72-C2H4 und > entspricht Übergangsmetallchemie in der 774-C4H4, 7f-C3U5 (Abbildung Metallzentrum gebunden sind.[9] Stanley Metallatom Polyhaptoliganden werden. bezeichnet werden pseudotetraedrisch sollen. Die Atommasse dieser Pseudoatome an verwendet Letzteres beinhaltet aber keine Prioritätskonvention für Mitarbeitet5371 schlugen Atome, die Kohlenstoffverbindungen für (z. B. C, Si, N, P) entwickelt, können aber analog auch für Zentrum entsprechende ursprünglich wurden CIP-Regeln eine Atommasse von Rang des /?,5-Systems in der für Sequenzregel rf-C^, rf-CöHö, if-CsHs 84, 72, 60, 48, 36 resp. 24 u 80).[9] b ^2^PFe COoH 's d H7%H2 a H3C Ph3P c b 6 L-Ala Abbildung 80: Aminosäure und Mangankomplex mit Durch diese Konvention erhalten die Metallkomplexen topologischen eine 268 Prioritäten und Angabe Polyhaptoliganden der Stereochemie. eine hohe, in den meisten die höchste Priorität. Desweiteren bewahrt die Konvention die Vorteile des Ansatzes des Unterscheidung CIP-Systems zwischen und erlaubt unter Beibehaltung der Sequenzregeln rf-C6U6 und rf-C6H7, rf-C6U7, ^5-C5H4Me und ^5-C5H5.[493] Anhang 6 6.4 Nomenklatur und diesem In Exkurs Darstellung wird Nummerierung/Positionsangabe eine Cyclopropanen von Erklärung ist nicht belehrend oder besserwisserisch Grundkenntnisse aufgrund der auch in in wissenschaftlichen vollständig Die dargestellt. (oberhalb) substituiertes jeweiligen resp. in sind typischerweise mindestens ein häufigsten Am werden zwei- Diese besitzen gezeichnet, sodass sämtliche Substituenten ab ab ab ab 68 69 70 71 72 /\ -c Vollständig c substituiertes Cyclopropanverbindungen häufig EDA, dann liegen (Abbildung 81). ab Das und folglich A 81: an (1,2) (69), /\ substituierte (1,1',2,2',3,3'), mit einer erwähnte Produkt aus zwei- (1,2), nun drei- .d d, ((1,1',2) oder A (1,2',2)) c und vierfach Methylenbrucke. der Cyclopropanierung Ethyl-2-phenylcyclopropan-l-carboxylat Substitutionsmuster auf in wird näher erläutert. (73), der Modellsubstrate weist Cyclopropan ein solches Styrol (1,2)- 73 weist zwei Stereogene auf, sodass die Cyclopropanprodukte als diastereomeres Enantiomerenpaar vorliegen. Dieses wird vielfach wie rechts aber eher einer Minderheit (oder auch zwei) tertiäres C-Atom (CH2). Die Methylengruppe "oben" als Brücke eVf Abbildung aus ((1,1',2) (70) oder (1,2,2') (71)) und manchmal auch vierfach substituierte gewöhnlich d, X Zentren C-Atomen quatemären (zwei pro Cyclopropan-C-Atom) werden dann Substituenten zugegen. "unten links" resp. "unten rechts" und drei wird meistens mit einem (72) Dreiringe mit einer Methylenbrücke angetroffen. (1,1',2,2') wird für mit Cyclopropanring Substituenten wird, und aufzudecken. Cyclopropan (1,1',2,2',3,3') (68) liegenden wurde wiedergegeben Cyclopropanverbindungen gehören weniger oftmals auch drei- falsch (unterhalb) dieser/diese Papierebene gezeichnet (Abbildung 81). Solche sechsfach-substituierte meistens Publikationen vorzubeugen und Unklarheiten Zeichnungsebene der vermitteln, sondern Tatsache, dass obige Thematik des öftern sowohl in Diskussionen und Notizen Missverständnissen Ein zu und Der Zweck dieses Cyclopropanverbindungen gegeben. von Kapitels als Stereochemie Darstellung, zur (Abbildung 82). folgt dargestellt: Bei der die Nummerierung Phenylgruppe links, ist nun aber zu die Ethylacetat-Gruppe beachten, dass die Estergruppe 269 6 Anhang höhere die Priorität Positionsangabe "1" (CIP-Sequenzregel) hat als erhält, den kleinsten womit für Positionsnummer "2" resultiert. Die mittels Diazoester also durch ihre höhere Priorität die "gelesen" (wie die Position 1 ein Text) resp. angeschaut, / Hier ist folgt von explizite Beschreibung von wird: also "links" "rechts" Styrol der nun der zuerst Position 2 Angabe Position gewohntermassen in Darstellung Cyclopropanstruktur der Stereochemie Position werden. Handelt oder freier und dann es an R und eine angefügt, z. B. (15,2/?). und dann die Position 2 Nummerierung oder die 5), dann wird sehr oft der Fehler (15,2/?) direkt auf die Struktur geschlossen 2) 5-Konfiguration (hat aber /^-Konfiguration) und zu Deskriptoren verhindern, kann die Stereochemie durch direkt in der Struktur integriert werden, der Basis werden nummeriert. gibt Cyclopropans 68 sich bei der es verschiedene müssen sicher Cyclopropanverbindung aber Möglichkeiten. alle um Im Falle eines Substituenten einen zwei- gezeichnet (69), drei- (70 71) oder vierfach-substituierten (72) Dreiring, ist der Autor bei der Illustration etwas (vgl. Abbildung 81). Als Beispiel wird wieder das häufige Cyclopropan einer sechsfach-Substitution-orientierend die H-Atome zwei Substituenten 270 (Ph-Gruppe) 1) /^-Konfiguration (hat aber 5-Konfiguration), womit die der Substituenten substituierten die Stereochemie aufgeführt (5-Konfiguration) der stereochemischen oder die C-Atome können vollständig links nach rechts 73) als diastereomeres Enantiomerenpaar B. Konfigurationen (durch (eigentlich (eigentlich entsprechenden Zur von Ethyl-2-phenylcyclopropan-l-carboxylat (73). zu Stereochemie dann genau vertauscht ist. Um dies die dominiert 73 mit EDA aber zuerst die Position 1 dass die C02Et Cyclopropanverbindung (z. (R-Konfiguration). Fehlt gemacht, nun < wird unter der Struktur nun letztere rnxt Cyclopropamerung Da eine solche vorliegt, für eingeführte CC^Et-Gruppe v~^ 82: die (C02Et-Gruppe) (Abbildung 82). \ / Abbildung deshalb Lokantensatz Wird die Struktur so und Dies mag trivial anmuten, wird aber, wie Nummerierung. eingangs erwähnt, häufig falsch gemacht. Phenylgruppe die 73 aufgegriffen. wegelassen, (Ph- und CC^Et-Gruppe) (Abbildung 83). Werden sich resultiert ein Dreiring an mit Anhang 6 A A A C02Et PhC02Et c/s-(1fî,2S) A Ph frans-(1S,2S) A Ph c°2Et c/s-(1R,2S) c/s-(1S,2fî) trans-{}R,2R) 83: Verschiedene Im Falle von C02Et-Gruppe schaut dann die fur aus Ethyl 2 phenylcyclopropan noch Orientierung die diesem Zentrum (Abbildung 83, trans-(\S,2S) etwas von CC^Et-Gruppe häufig nach die Ebene hinein übersichtlicher die geht. "unten" immer Position 2 als auch die aus noch in trans-(\S,2S) der Ebene heraus 1) aber Position Deshalb wird auch fur trans-(\S,2S) Darstellungsmoglichkeiten nach resp. "unten" Ph-Gruppe), wenngleich symmetrischer und deshalb dreifach-, resp. vierfach-substitution muss eine Gruppe nach dieser (aus heraus) "oben" korrekter oder mindestens (l,2)-substituierte Cyclopropane aus dargestellt (Abbildung 83, rechte Seite), auch Gründen wenn konsequenter ist, der dies werden Übersichtlichkeit ein (in die zeigen, eingeschränkter (Abbildung 81). Wohlwissend, sind also unsymmetnsche Darstellung zur wirkt dadurch einer mit Seite). Durch diesen Wechsel gezeichnet (symmetrisch Bei in CC^Et-Gruppe (Lokant 1) wechselt linke unruhiger. Darstellungsart Diese der quaternaren C-Atomen (an der Basis) hinein) Papierebene Arbeit ev. (Abbildung 83, rechte Seite). mit einem oder zwei in wird der Unterschied zwischen den Darstellung dem Lokanten 2 bleibt, aber die andere sie in carboxylat (73) cis-(\R,2S) und trans-(\S,2S) sehr gut ersichtlich die Ph-Gruppe beiden diastereomeren die trans-i 1R,2R) 2) genau gleich Position in diese hinein und nach "oben". In dieser wirkt die Struktur 1 C02Et der Bildebene heraus und nach "unten". Bei (nach "unten"), die CC^Et-Gruppe (entsprechend ebenfalls an Ph C02Et cis-(\R,2S) schauen dann sowohl die Ph-Gruppe Ph-Gruppe (immer Konfiguration frans-(1S,2S) c/s-(1S,2R) Darstellungen Position 1 in C02Et A Ph C02Et Abbildung Ph PhC02Et dass die dieser in symmetrisch etwas genaueres Studium der Strukturen erfordert. In weiteren, einer Cyclopropanen wird der wodurch (im Falle und die zwei Werden in bis dieser einer vier vorallem Dremng aus sekundären Substituenten Beschreibung, z. früher der häufig verwendeten Abbildungsart Papierebene heraus nach hinten oder vorne Brücke) die CH2-Gruppe dann hinten resp. in diese B. fur die Stereochemie und die Unterschiede Papierebene Cyclopropan hervorragend zu liegen kommen 73 die H-Atome von gekippt, vorne hegt (Abbildung 84). weggelassen, so sind ersichtlich. Fur trans-(\S,2S) schaut die 271 6 Anhang nach oben auch Gruppe nach Stereochemie des Naturstoffe tatsächlich nach oben, und die nach unten gerichtet Ph-Gruppe unten. Obgleich Cyclopropans (vgl. Abbildung 38), PhL COoEt \ZS1 werden nur intuitiven und noch "klassische" in dieser Art und Weise Ph 2 dieser einfachen Ph c/s-(1R,2S) c/s-(1S,2R) Abbildung 272 84: Darstellung Et02C trans-(\R,2R) mit aus der Ebene trans-0S,2S) EtQ2C K7\ Ph C02Et Ph Et02C CQ2Et Ph wie dargestellt. EtQ2C trans-0S,2S) Erkennung Verbindungen, C02Et c/s-(1R,2S) gerichtete CC^Et- Ph c/s-(1S,2R) gekipptem Cyclopropannng Vi Ph trans-(\R,2R) der einige 6 6.5 Kristallographische Daten Summenformel C36H30NO3P Temperatur 200(2) Wellenlänge 0.71073 Kristallsystem monoklin Raumgruppe P2i/n Dimensionen der Einheitszelle a K À =15.8996(14) À a= 90° b = 10.2092(19) À ß= 105.623(2)° c = 18.2228(15) À /= 90° Volumen 2848.7(4) À3 Z 4 1.295 g-cm"3 Absorptionskoeffizient 0.135 mm"1 F(000) 1168 Kristallgrösse 0.37x0.36x0.31 Datensammlung SMART APEX PLATFORM Dichte (berechnet) Anhang mm mit CCD Flächendetektor Mo Koc, Graphitmonochromator Detektorentfernung 50 Belichtungszeit/Bild 2s gelöst durch direkte Verfeinerungsmethode Methode d. kleinsten Quadrate auf Theta-Bereich für 1.51 bis 28.27° Datensammlung mm Methoden, SHELXTL 97 F2-Matrix limitierende Indices -14<=h<=21, -13<=k<=13, -24<=1<=19 Reflektionen 20445 gesammelt Reflektionen einzeln 7029 Absorptionskorrektur empirisch (SADABS) Daten/ Zurückgehaltene/Parameter Goodness-of-fit auf endgültige R Indices F2 R Indices (I (R(int) = 0.0407) 7029/0/370 1.024 > 2a(J)) (von allen Daten) grösste pos. und neg. AF Peaks Ri = 0.0518, wR2 = 0.1169 Ri = 0.0833, wR2 = 0.1301 0.322 und -0.364 e-À"3 273 6 Anhang (^a,JRc^c)-[RuCl2(776-^-Cym)(la-ÄP)](2a) Summenformel C46H44CI2NO2PRU Temperatur 273(2) Wellenlänge 0.71073 Kristallsystem monoklin Raumgruppe P2i Dimensionen der Einheitszelle a K À =12.5022(9) À a= 81.9260(10)° b = 10.6877(9) À ^=86.6140(10)° c = 13.6580(9) À ^=77.1880(10)° Volumen 2087.2(3) À3 Z 2 1.414 g-cm3 Absorptionskoeffizient 0.495 mm"1 F(000) 928 Kristallgrösse 0.25x0.22x0.21 Datensammlung SMART APEX PLATFORM Dichte (berechnet) mm mit CCD Flächendetektor Mo Koc, 50 Detektorentfernung Graphitmonochromator mm Belichtungszeit/Bild gelöst durch direkte Verfeinerungsmethode Methode d. kleinsten Quadrate auf Theta-Bereich für 1.66 bis 26.37° Datensammlung Methoden, SHELXTL 97 F2-Matrix limitierende Indices -15<=h<=15, -15<=k<=15, -17<=1<=17 Reflektionen 18685 gesammelt Reflektionen einzeln 8481 Absorptionskorrektur empirisch (SADABS) Daten/Zurückgehaltene/Parameter 8481/31/579 Goodness-of-fit auf endgültige R Indices F2 R Indices (I = 0.0225) 1.101 > 2ö(I)) (von allen Daten) grösste pos. und neg. AF Peaks 274 (R(int) Ri = 0.0388, wR2 = 0.0946 Ri = 0.0423, wR2 = 0.0967 1.313 und-1.026 e-À"3 6 Anhang (^Ru^a,JRc^c)-[RuCl(776-p-Cym)(l,2-77-lb-ÄP)]PF6(3b) Summenformel C54H48ClF6N02P2Ru Temperatur 298(2) Wellenlänge 0.71073 Kristallsystem monoklin Raumgruppe P2i/n Dimensionen der Einheitszelle a K À =12.166(6) À b = c = a=90° 14.296(7) À ß= 96.234(10)° 21.305(10) À ^=90° Volumen 3683(3) À3 Z 4 1.581 g-cm"3 Absorptionskoeffizient 0.738 mm"1 F(000) 1776 Kristallgrösse 0.26x0.21x0.11 Datensammlung SMART APEX PLATFORM Dichte (berechnet) mm mit CCD Flächendetektor Mo Koc, Graphitmonochromator Detektorentfernung 50 mm Belichtungszeit/Bild 15 s gelöst durch direkte Verfeinerungsmethode Methode d. kleinsten Quadrate auf Theta-Bereich für 1.72 bis 24.78° Datensammlung Methoden, SHELXTL 97 F2-Matrix limitierende Indices -14<=h<=14, -16<=k<=16, -25<=1<=25 Reflektionen 28284 gesammelt Reflektionen einzeln 6306 Absorptionskorrektur empirisch (SADABS) Daten/Zurückgehaltene/Parameter 6306/7/487 Goodness-of-fit auf endgültige R Indices F2 R Indices (I (R(int) = 0.0431) 1.310 > 2ö(I)) (von allen Daten) grösste pos. und neg. AF Peaks Ri = 0.0759, wR2 = Ri = 0.0792, wR2 = 1.875 und-1.392 0.1509 0.1525 X-3 e-A 275 6 Anhang (Sa,Rc,Rc)-[RuCl2(îf-U-KP)] (4a) Summenformel C36H3oCl2N02PRu Temperatur 298(2) Wellenlänge 0.71073 Kristallsystem triklin Raumgruppe PÏ Dimensionen der Einheitszelle a = 13.264(2) À a= b = 18.708(3) À ^=75.899(2)° c = 20.957(3) À /= 86.614(2)° K À Volumen 4963.8(13) À3 Z 4 79.848(2)° 1.386 g-cm"3 Absorptionskoeffizient 0.508 mm"1 F(000) 2132 Kristallgrösse 0.90x0.60x0.50 Datensammlung SMART APEX PLATFORM Dichte (berechnet) mm mit CCD Flächendetektor Mo Koc, Graphitmonochromator Detektorentfernung 50 Belichtungszeit/Bild 5s gelöst durch direkte Verfeinerungsmethode Methode d. kleinsten Quadrate auf Theta-Bereich für 1.58 bis 26.37° Datensammlung mm Methoden, SHELXTL 97 F2-Matrix limitierende Indices -16<=h<=16, -23<=k<=23, -26<=1<=26 Reflektionen 40779 gesammelt Reflektionen einzeln 20118 Absorptionskorrektur empirisch (SADABS) Daten/Zurückgehaltene/Parameter 20118/30/1198 Goodness-of-fit auf endgültige R Indices F2 R Indices (I = 0.0387) 1.023 > 2ö(I)) (von allen Daten) grösste pos. und neg. AF Peaks 276 (R(int) Ri = 0.0509, wR2 = 0.1328 Ri = 0.0874, wR2 = 0.1505 1.594 und-1.072 e-À"3 Anhang 6 6.6 Verzeichnisse der Schemata, Abbildungen und Tabellen 6.6.1 Verzeichnis der Schemata Schema 1: trihydrat. Synthese Rutheniumtrichlorid- Dichlorotris(triphenylphosphan)ruthenium aus von Seite 12 Schema 2: Cyclopentadienylbis(triphenylphosphan)ruthenium-Synthese in Schema 3: Rutheniumcyclopentadienylactetonitril-Vorläufer und Schema 4: Stufenweise Substitution Schema 5: Freisetzung optisch aktive der Enantiomere asymmetrischen Übergangsmetallkomplexe aus den Halbsandwichmetallkomplexe Schema 8: Synthese diastereomerer mit Seite 20 Cobaltatom. Seite 20 mit vier verschiedenen asymmetrischem Manganatom. Molybdän- Wolframkomplexe und Seite 12 Liganden und Diastereomeren. Seite 22 entsprechenden Schema 7: Topf. dessen Substitution. Seite 13 Tricarbonylnitrosylcobalt(-l). mit einem Disubstitutionsprodukte Schema 6: Erste von einem mit Seite 22 quadratisch-pyramidaler Struktur. Seite 25 Schema 9: Unerwartete Inversion der Schema 10: Konfigurationsänderung Konfiguration bei der Reaktion mit Methyllithium. über chirale Zwischenstufen und einen achiralen Seite 26 Übergangs¬ zustand. Seite 28 Schema 11: Herstellung und Reaktion des Schema 12: Planar-chirale Schema 13: Seite 32 Azobenzol-Cyclopentadienylrutheniumkomplexes. Rutheniumarenkomplexe mit optisch aktiven Anreicherung planar-chiraler Rutheniumarenkomplexe Liganden. Seite 34 mit dem NMDPP-Hilfsstoff. Seite 34 Schema 14: Ruthenium-Alanin- und vorliegen. Prolinkomplexe, Diastereomerengemische Seite 36 Schema 15: Chirale Prophos-, Phenphos- Schema 16: Stereochemischer Verlauf der die jeweils als Stereochemie; + = und Cycphosrutheniumkomplexe. ausgewählter stereoselektive Reaktionen; Schema 17: Olefinhydridrutheniumkomplexe Schema 18: Synthese Schema 19: Tether-Komplexe Schema 20: Tether-Rutheniumarenkomplexe durch von Reaktionen: durch Tether-Arenkomplexen durch +-= = stereospezifische Inversion der Einschiebung aus Seite 38 von Konfiguration. Ethylen. Seite 39 Seite 40 Methyl-o-toluatkomplexen. Verdrängung von/?-Cymol. Retention Seite 43 Seite 44 eine intramolekulare Hydroalkylierungsreaktion. Seite 45 Schema 21: Rhodium-BINAP-katalysierte asymmetrische Hydrierung von a-(Acylamino)acrylsäuren. Ruthenium-BINAP-Dicarboxylatkomplex als Katalysator für die Seite 51 Schema 22: Hydrierung von Af-Acyl-1-alkylidentetrahydroisoquinolinen. Seite Schema 23: Ruthenium-QUINAPHOS-katalysierte Hydrierung Schema 24: Katalytische asymmetrische Transferhydrierung Schema 25: Ruthenium-Xanthen-katalysierte Schema 26: Diels-Alder-Reaktion, Cycloaddition 51 von von enantioselektive asymmetrische aromatischen Ketonen. Seite 52 aromatischen Ketonen. Seite 53 Hydrierung von Alkylketonen. zwischen einem Dien und einem Seite 54 Dienophil. Seite 54 Schema 27: Ruthenium-BIPHOP-F-katalysierte Diels-Alder-Reaktion. Seite 57 277 6 Anhang benbox- und saloxaz-katalysierte Schema 28: Rutheniumpymox-, Schema 29: Ruthenium-katalysierte 1,3-dipolare Cycloaddition Diels-Alder-Reaktion. Seite 58 von Nitronen mit Methacrolein. Seite 60 Schema 30: Ruthenium-BIPHOP-F-katalysierte 1,3-dipolare Cycloaddition von Nitronen mit Methacrolein. Seite 60 Schema 31: Herstellung Schema 32: Ringschlussmetathese der Rutheniumallenylidenkomplexe. mit Seite 62 Seite 62 Rutheniumallenylidenkomplexen. Schema 33: Enantioselektive Desymmetrisierung Schema 34: Enantioselektive katalytische von 2-ra-Butyl-4,7-dihydro-l,3-dioxepin. Seite 63 Simmons-Smith-Reaktion mit chiralem Disulfonamid. Seite 68 Schema 35: Titan(TADDOLato)-katalysierte Schema 36: Erste Simmons-Smith-Reaktion. Seite 68 asymmetrische Cyclopropanierung von Olefinen mit chiralen Kupferkomplexen. Seite 74 Schema 37: Asymmetrische Cyclopropanierung von 2,5-Dimethyl-2,4-hexadien mit sperrigem Diazoester. Seite 74 Schema 38: Dirhodiumtetra(prolinat)-katalysierte Cyclopropanierung 1,1-Diarylethylenen. von Seite 77 Schema 39: Enantioselektive intramolekulare Seite 77 Cyclopropanierung. Schema 40: Stöchiometrischer Carbentransfer mit einem Halbsandwichmenthyleisenkomplex. Seite 79 Schema 41: Stöchiometrische, c«-selektive, enantioselektive komplexen. Seite 80 Schema 42: Rhodiumporphyrin-katalysierte c«-selektive Cyclopropanierung Cyclopropanierung mit chiralen Eisen¬ von cw-Olefinen. Seite 81 Schema 43: Achiraler Eisenkomplex als Schema 44: Cis- und enantioselektive Katalysator für die Cyclopropanierung Cyclopropanierung von von Styrol. Seite 81 2-Methyl-5,5-dichloro-2-penten. Seite 82 Schema 45: Rodium(II)carboxamidkomplex Schema 46: "Chirale Wand"- und "durale propanierung. Schema 47: Schema 48: Cyclopropanierung. in der Festung"-Rhodiumporphyrinkomplexe Seite 83 Cyclo¬ Seite 84 Rutheniumporphyrinkomplexe propanierung. in der enantioselektiven als Katalysatoren in der asymmetrischen Cyclo¬ Seite 85 Rutheniumpybox-katalysierte, asymmetrische Cyclopropanierung mit sperrigen Diazoestern. Seite 86 Schema 49: Rutheniumpybox-katalysierte, asymmetrische Cyclopropanierung von terminalen Enolethern. Seite 87 in der enantioselektiven Schema 50: Rutheniumsalenkomplexe Schema 51: Rutheniumphosphankomplexe Schema 52: NPN- und in der Cyclopropanierung. Cyclopropanierung von Styrol. Seite 87 Seite 88 PNNP-Komplex-katalysierte, asymmetrische Cyclopropanierung von Styrol. Seite 88 Schema 53: C«-selektive, asymmetrische Cyclopropanierung von Styrol mit 'BuDA. Seite 90 mit 'BuDAundEDA. Seite 91 Schema 54: Cobaltsalenkomplex-katalysierte Cyclopropanierung Schema 55: Ruthenium-PNNP-katalysierte, asymmetrische Cyclopropanierung 278 von Styrol. Seite 91 6 Schema 56: Ruthenium-PNNP-katalysierte, asymmetrische Cyclopropanierung Anhang diversen von Olefinen. Seite 92 Schema 57: komplex. Katalytische, c«-selektive Cyclopropanierung mit achiralem Rutheniumhalbsandwich- Seite 93 Schema 58: Katalytische, stereoselektive c«-Endiesterbildung aus a-Diazocarbonylverbindungen. Seite 94 Schema 59: Rutheniumhalbsandwich-katalysierte Cyclopropanierung. Schema 60: Cyclopropanierung Schema 61: Kupfertriflat-katalysierte 1,4-Addition von Norbornadien mit Seite 94 Propargylalkohol. Diethyl- von resp. Seite 95 Dimethylzink an Cyclo- hexenon. Seite 97 Schema 62: Rhodium-katalysierte, asymmetrische Hydrierung von dehydrierten Aminosäure¬ derivaten. Seite 99 Schema 63: Kupferthiophen-2-carboxylat-katalysierte (CuTC) asymmetrische SN2'-Reaktion. Schema 64: Kombinatorischer Ansatz mit Hydrierung. Rhodium-katalysierte asymmetrische Phosphoramiditen für die asymmetrische C-C-Bindungs- Seite 102 Schema 66: 16e~- und Schema 67: Seite für die Seite 101 Schema 65: Kombinatorischer Ansatz mit bildung. P-Liganden Seite 99 98). 18e~-Rutheniumkomplexe Allgemeines Schema zur durch Chloridabstraktion. Seite 104 Herstellung von Phosphoramiditliganden (vgl. Abbildung 55, Seite 111 Synthese von Ligand (Sà,Rc,Rc)-la nach Schema 69: Stabilität von Ligand (Sa,Äc,Äc)-la und von Ligand (Sà,Rc,Rc)-lb nach Schema 68: Feringas zweistufiger Bildung von Methode. Seite 112 Phosphoramidat (Sa,Äc,Äc)-la*. Seite 113 Schema 70: Synthese Schema 71: Alexakis' Eintopfmethode für die Feringas zweistufiger Synthese Ruthenium-/?-cymoldimers von Schema 72: Synthese des Schema 73: Synthese von Komplex (Sa,Äc,Äc)-2a. Seite 120 Schema 74: Synthese von Komplex (Sa,#c,#c)-2b. Seite 124 Schema 75: Synthese von Komplex (lÇa,lÇc,lÇc)-2b'. Seite 126 Schema 76: Syntheseversuch des koordinativ Methode. Seite 115 Ligand (Sà,Rc,Rc)-la- Seite 117 nach Bennett. Seite 118 ungesättigten 16e~-Komplexes [RuCl(776-/?-Cym)(la- kP)]PF6. Seite 128 Schema 77: Syntheseversuch des CO-Komplexes. Seite 129 Schema 78: Synthese von Komplex (5a,/?c,Äc)-3b aus (Sa,Rc,Rc)-2b. Seite 134 Schema 79: Synthese von Komplex (Sà,Rc,Rc)-3b aus [RuCl2(76-/?-Cym)]2 und Synthese von Komplex (Sa,/?c,Äc)-3b\ Schema 81: Stabilität von Komplex (Sa,Rc,Rc)-2a. Seite 144 Synthese von Komplex (Sa,Äc,Äc)-4a. Seite 145 Schema 83: Stabilität von Komplex (Sa,Äc,Äc)-3a. Seite 151 Synthese von Komplex (Sa,Äc,Äc)-5a. Seite 152 (Sà,Rc,Rc)-ib. Seite 135 Schema 80: Schema 82: Schema 84: Schema 85: Achirale Eisen- und Seite 143 Rutheniumhalbsandwichkomplexe für die Cyclopropanierung. Seite 163 Schema 86: Herstellung von Katalysator (Sà,Rc,Rc)-3a aus Komplex (Sa,/?c,Äc)-2a. Seite 164 279 6 Anhang Schema 87: Cyclopropanierung von Styrol Schema 88: Cyclopropanierung von or-Methylstyrol Schema 89: In Mta-Herstellung von mit Katalysator (Sa,/?c,Äc)-3a. mit Seite 165 Katalysator (Sa,/?c,/?c)-3a. Katalysator (SRu,Sa,/?c,Äc)-3b aus Seite 166 [RuCl2(776-/?-Cym)]2 und (Sa,/?c,Äc)-lb. Seite 166 Schema 90: Enantioselektive Cyclopropanierung von or-Methylstyrol mit Katalysator (Sà,Rc,Rc)-3b. Seite 167 Schema 91: Unerwünschte Schema 92: styrol. Homokupplung von Biphenolphosphoramiditliganden EDA zu DEM und DEF. Seite 173 lc und ld in der Cyclopropanierung von or-Methyl¬ Seite 176 Schema 93: Diels-Alder-Reaktion carboxaldeyd. von Acrolein und Cyclopentadien zu Bicyclo[2.2.1]hep-5-en-2- Seite 179 Schema 94: In Mta-Herstellung von Katalysator (S^RcRc)-^ aus [RuCl2(776-/?-Cym)]2 und (Sà,Rc,Rc)- 1. Seite 180 Schema 95: Mutmasslicher Et20-Adduktkomplex Schema 96: ^-Wechselwirkung Schema 97: Cyclopentadienylrutheniumkomplexe 280 in [RuCl(76-/7-Cym)(l)(OH2)]PF6. Seite 184 Rutheniumphosphoramiditkomplexen (S^RcRc)-^mit Seite 191 Phosphoramiditligand (Sà,Rc,Rc)-la- Seite 194 Anhang 6 6.6.2 Verzeichnis der Abbildungen Abbildung 1: D-(-)-Weinsäure Abbildung 2: Optisch aktive oktaedrische Abbildung 3: Optisch aktive C-, N- und Zentren und und optische Antipoden edrischen Metall-zentrum L-(+)-Weinsäure. Seite 5 Ethylendiamin-Co(III)komplexe. Si-Verbindung, optische mit einem Isomere mit pyramidalen Abbildung 5: Zweikernige Cyclopentadienylkomplexe des Abbildung 6: Einkernige Monocyclopentadienylcarbonylkomplexe. Abbildung 7: Chrom-, Eisen- und Rutheniumdiarenkomplex. Seite 9 Abbildung 8: Chromaren- und Abbildung 9: Gemischte Abbildung 10: Dimere resp. Abbildung 11: Abbildung 12: Monomere Abbildung 13: Die Sandwichübergangsmetallkomplexe: Ferrocen und Ruthenocen. Seite 7 Wolframs und monomere Seite 10 Monocyclopentadienylrutheniumkomplexe. Dinaphthalinkomplex des Seite 8 Seite 9 Heteroaromattricarbonylkomplex. Rutheniumbisarenkomplexe. Molybdäns. Seite 8 Seite 11 Rutheniums. Seite 14 Rutheniumarenkomplexe von Bennet, Zelonka und Baird. Seite 15 (rf-Cp*)Rutheniumeinheit (zum Vergleich) und die isolobalen (rf(77-C7H7)Molybdänfragmente mit den entsprechenden Kegel winkeln der und Seite 17 Abbildung durch pseudotetra- (6). Seite 6 4: Die ersten Liganden. isotopensubstituierten Nichtmetallzentrum bzw. einem Abbildung C5H5)Ruthenium Seite 5 14: Reduzierung Einschränkungen Abbildung nur Komplexen hinsichtlich der verwendeten 15: Durch die resultieren letztlich der Isomerenzahl bei Verwendung eines zwei Enantiomere (3. Abbildung 16: Stabile und labile chirale, Abbildung 17: /?-Phenyleffekt und mit Liganden (1. quadratisch-pyramidaler und 2. Bedingung). Struktur Seite 24 unsymmetrischen zweizähnigen Chelatliganden Bedingung). Seite 24 organometallische Halbsandwichkomplexe. Diastereomerengleichgewicht zweier Seite 26 Rutheniumarenkomplexe. Seite 29 Abbildung 18: Rhodium- und Iridium-pyrrolcarbaldimin-pentamethylcyclopentadienylkomplexe. Seite 30 Abbildung 19: Chirale Abbildung 20: Abbildung 21: Cyclopentadienylkomplexe 22: Beispiele Arenrutheniumhalbsandwichkomplexe. Salicylaldimin-, Pyrrolcarbaldimin- und Seite 33 Iminorutheniumkomplexe. mit chiralem Diphosphan- oder Seite 37 Cyclopentadienylliganden. Seite 37 Abbildung Abbildung von 23: Schematische Rutheniumhalbsandwichkomplexen Darstellung eines Cyclopentadienyl- mit drei Chiralitätszentren. Seite 38 und Aren- 7e^er-Ruthenium- komplexes mit Brücke Z und Donoratom L mit y R-Resten. Seite 41 Abbildung 24: Vier Klassen unterschiedlicher Abbildung 25: P-, 0- und Abbildung 26: Abbildung 27: Achiraler und Abbildung 28: Abbildung 29: Ein oktaedrischer 4-C-7e£Äer-Rutheniumkomplexe. S-Donor-7e£Äer-Liganden Tripod-re?/îer-Rutheniumkomplexe. in Rutheniumarenkomplexen. RR'C=X in ein durales Produkt M = Metall; A, B = Seite 45 Reaktand und Phosphanmetallkomplexkatalysator, umgewandelt Seite 42 Seite 44 planar-chiraler Tether-Rutheniumkomplex. Allgemeiner Katalysezyklus: Seite 42 an Substrat.[147] dem ein wird. Die Enantioinduktion kann Seite 47 prochirales vom Substrat Chelatring (©) 281 6 Anhang den Substituenten oder von (®) oder vom Abbildung an den Metallatom selbst 30: Phosphoratomen (©), (©)ausgehen. Phosphoratomen Seite 48 ungesättigter Rutheniumkomplexe koordinativ Beispiele den koordinierenden von als Übergangsmetall-Lewis¬ säuren. Seite 49 Abbildung 31: Vorgeschlagener pericyclischer 6-Ring-ÜZ elektrophilen Carbonylkohlenstoff von Bindung. C=0 und Hydridtransfer für den ;z2+ö2-Einschiebung M-H auf den von C=0-Bindung der in die M-H- Seite 53 Abbildung 32: HOMO-LUMO-Grenzorbitalwechselwirkungen Abbildung 33: Cyclopentadienyl-und Indenylruthenium-BIPHOP-F-Komplexe. Abbildung 34: Rutheniumarenkomplexe Abbildung 35: Abbildung 36: Schrocks Abbildung 37: Tether- und Abbildung 38: Bedeutende Natur- und mit Pymox-, Benbox- Molybdän- und Grubbs' und Seite 56 Saloxazliganden. Seite 58 asymmetrischen BINPO-Liganden. mit elektronisch Rutheniumkomplexe in der Diels-Alder-Reaktion. Seite 55 Rutheniummetathesekatalysator. Seite 59 Seite 61 für die RCM. Seite 63 Carbenallenylidenkomplexe Syntheseprodukte mit Cyclopropanemheiten: (+)-Cyclolauren (23), (+)-Thujopsen (24), (lÄ)-(+)-c«-Chrysanthemat (25), Cyclizidin (26), permethrinische Säure (27), Cilastatin (28), Aminocyclopropancarboxylsäure (29), konformationell eingeschränktes Analogon von Abbildung L-Glutamat 39: Vorgeschlagener verbindungen katalysiert Abbildung Carbens 40: (30), carbocyclisches L-Nukleosid (31). Seite 65 durch Mögliche Mechanismus für die Cyclopropanierung Übergangsmetallkomplexe. Mechanismen: konsertierter (a) und zweistufiger Prozess unter Bildung von Olefinen mit Diazo- Seite 69 Weg mit direkter Anlagerung eines freien eines intermediären Metallacyclobutans (b). Seite 70 Abbildung 41: Modell Abbildung 42: bei der Anlagerung eines Olefins Mögliche Orientierungen anfänglichen Abbildung zur des Olefins Assoziation. Stabilität: 32 43: Modell zur Erklärung Rotation des Olefins und unter > 33 an das Metallzentrum des (R1 » > 34 R2 > > R3 > des Verdrängung Katalysators Abbildung Übergangszustand Abbildung 45: Kupferkatalysatoren Abbildung 46: Semicorrinliganden für 47: Bis(oxazolin)liganden Abbildung 48: Dirhodium(II)carboxamidatkomplexe für Abbildung 49: Carbentransfer auf Olefine mit chiralen von mit sekundärer, stabilisierender für die die H) bezüglich Seite 71 des Metallcarbens 35. Seite 71 der cw/^raras-Selektivität durch 44: Katalysators. cr-Bindungsbindung nach einer der Rückseite. Seite 72 Wechselwirkung. asymmetrische Cyclopropanierung von Kupfer-katalysierte Cyclopropanierung Seite 72 Olefinen. Seite 74 von Styrol. Seite 75 Abbildung für die Kupfer-katalysierte Cyclopropanierung von Olefinen. Seite 75 Rückseite mit Inversion die Sequenz für den am Ca; (2) Ringschluss threo-Komplex. Für den von die Cyclopropanierung. Seite 76 Eisenkomplexen: (1) Ringschluss der Vorderseite mit Retention erythro-Komplex wird eine am von der Ca. Gezeigt ist entsprechende Abfolge gefunden. Seite 79 Abbildung 50: Rutheniumpybox- Abbildung 51: Rutheniumnitrosyl- (54, 55, 56) Abbildung 52: Abbildung 53: Achiraler Eisen- und Abbildung 54: Verschiedene achirale 282 und 2,6-Bis(imino)pyridylkomplex. Ruthenium-PNNP-Komplexe und für die Seite 86 Cobaltkomplexe (57). Seite 89 asymmetrische Cyclopropanierung. Rutheniumhalbsandwichkomplex. Seite 93 Rutheniumhalbsandwichkomplexe. Seite 94 Seite 92 6 Abbildung naphthol) 55: Chirale und achirale und Schema dient naphthol) Biphenol 2,2'-Biphenol. nur nur Abbildung Die fehlende ausgewählte Liganden synthetisiert, kombination mit zwei Homokombinationen P-stereogene Phosphanliganden. Seite 105 Abbildung 58: ORTEP-Darstellung 2,2'- einzähnigen Liganden (La (MLaLa und MLbLb) und Lb) und eine Hetero- gezeigt). 59: Absolute Phosphoramidat (Sa,Äc,Äc)-la* (thermische Ellipsoide von 30% Wahrscheinlichkeit, willkürliche Liganden und Seite 100 57: Abbildung (5)-(-)-l,l'-Bi-(2- (Ä)-(+)-l,l'-Bi-(2-naphthol) Abbildung keitshalber nicht Mit Kombinationen. Seite 98 Metallkomplexe: (MLaLb). angedeutet. Dieses Phosphoramiditliganden. 56: Durch den kombinatorischen Ansatz mit zwei resultieren drei (S)-(-)- und (/?)-(+)-1,1'-Bi-(2- ist durch die Pfeile Atropisomerie der Illustration der Modularität der wurden sämtliche basierend auf Phosphoramidite, Anhang Nummerierung der mit Wasserstoffatome übersichtlich¬ Atome, Seite 114 Konfigurationen, Ausbeute und 31P NMR chemische Verschiebung der 1. Seite 116 Abbildung 60: ORTEP-Darstellung Wahrscheinlichkeit, willkürliche keitshalber nicht gezeigt). Komplex (Sa,Äc,Äc)-2a (thermische Ellipsoide von Nummerierung der Atome, Seite 122 Abbildung 61: Komplex (5a,Äc,Äc)-3a. Abbildung 62: "C/H-HMBC-Spektrum (long range) Atome siehe Abbildung mit 30% Wasserstoffatome übersichtlich¬ Seite 130 von Komplex (Sa,Äc,Äc)-3a. Nummerierung der 61. Seite 131 Abbildung 63: Komplex (SRu,Sa,/îc,Ac)-3b. Abbildung 64: Energie-minimierte Seite 136 MM-Strukturen von (SRu,Sa,/îc,Ac)-3b und (ARu,Sa,/îc,Ac)-Stereo- isomer. Seite 138 Abbildung 65: ORTEP-Darstellung Komplex (SRu,Sa,/îc,Ac)-3b (thermische Ellipsoide von mit 30% Wahrscheinlichkeit, willkürliche Nummerierung der Atome, Wasserstoffatome übersichtlich¬ keitshalber nicht gezeigt). Seite 139 Abbildung 66: Komplex (Sa,Rc,Rc)-4a. Abbildung 67: ORTEP-Darstellung Seite 146 Komplex (Sa,Äc,Äc)-4a (thermische Ellipsoide von mit 30% Wahrscheinlichkeit, willkürliche Nummerierung der Atome, Wasserstoffatome übersichtlich¬ keitshalber nicht Abbildung 68: gezeigt). Seite 149 "C/H-HMQC-Spektrum (short range) von Komplex (Sa,Äc,Äc)-5a. Nummerierung der Atome siehe Schema 84. Seite 154 Abbildung 69: Matched (Sa,/?c,Äc)-lb, mismatched (5a,5c,5c)-lb' und enantiomeres {matched) (/îa,Sc,Sc)-lb". Seite 170 Abbildung 70: Stabilisierung 71: Phosphoramiditliganden eines ^Carbokationintermediates und Drehung um die C^C^Bindung. Seite 175 Abbildung ohne Atropisomerie: (5,lÇ)-(5,7-Diox-6-phosphadibenzo- [a,c]cyclohepten-6-yl)bis(l-phenylethyl)amin (lc) und(Ä,Ä)-Bis(l-phenylethyl)(2,4,8,10-tetramethyl5,7-dioxa-6-phosphadibenzo[a,c]cyclohepten-6-yl)amin Abbildung 72: Lewis-acide Abbildung 73: rf- und (ld).[513] Rutheniumhalbsandwichkomplexe. ^-Wechselwirkung einer Seite 176 Seite 185 Carbonylgruppe (Acrolein) mit einer Lewissäure (LS). Seite 185 283 6 Anhang Abbildung 74: Tether-Ligmd (Sa,#c,#c)-la den m Komplexen (Sa,#c,#c)-4a und (Sa,#c,#c)-5a. Seite 192 Abbildung 75: Verschiedene Arenliganden Abbildung 76: Sterisch und elektronisch modifizierte für Rutheniumphosphoramiditkomplexe. Phosphoramiditliganden Seite 193 basierend auf 1. Seite 194 Abbildung 77: Abbildung 78: Stimulierte Rhodium(III)- und Rhodium(I)komplexe Echo-Pulssequenz Stejskal-Tanner-Experiment). für mit einer ^-Wechselwirkung. Seite 195 PGSE-Diffusionsexperimente (modifiziertes S= Länge des Pulsgradienten; G = Stärke des Pulsgradienten; A = erlaubte Dauer der Diffusion. Seite 247 Abbildung Projektion). Abbildung 79: D-(+)-Glycerinaldehyd und L-(+)-Weinsäure (jeweils Strukturformel und Fischer- Seite 267 80: Aminosäure und Mangankomplex mit Prioritäten und Angabe der Stereochemie. Seite 268 Abbildung 81: Vollständig vierfach substituierte Abbildung 82: substituiertes (1,1',2,2',3,3'), zwei- (1,2), drei- ((1,1',2) Cyclopropanverbindungen Cyclopropanierung von Styrol mit einer mit EDA Methylenbrücke. zu oder (1,2',2)) Seite 269 Ethyl-2-phenylcyclopropan-l-carboxylat (73). Seite 270 Abbildung 83: Verschiedene Darstellungen für Ethyl-2-phenylcyclopropan-l-carboxylat (73). Seite 271 Abbildung 284 84: Darstellung mit aus der Ebene und gekipptem Cyclopropanring. Seite 272 6 Anhang 6.6.3 Verzeichnis der Tabellen Tabelle 1: Ausgewählte Phosphoramidit (#a,Sc,Sc)-la.[413] Tabelle 2: Feringas [Â] Abstände und Winkel [°] im Phosphoramidat (Sa,Äc,Äc)-la* und Seite 115 und Alexakis' Methoden zur Synthese von Ligand (Sà,Rc,Rc)-^'- ein Vergleich." Seite 117 Tabelle 3: Ausgewählte Tabelle 4: 13C NMR chemische Komplexen 2a, 3a, 3b, [Â] Abstände und Winkel [°] im Komplex (Sa,#c,#c)-2a. Seite 123 Verschiebungen Sder Phenylprotonen (NCR(Ph)(Me)) in den 4a und 5a." Seite 132 Tabelle 5: Ausgewählte Abstände [Â] und Winkel [°] im Komplex (lCRu,lCa,Äc,Äc)-3b. Seite 141 Tabelle 6: Ausgewählte Abstände [Â] und Winkel [°] im Komplex (Sa,#c,#c)-4a. Seite 150 Tabelle 7: Diffusionskoeffizienten entsprechenden Komplexe 2, 3, Tabelle 8: (D) und hydrodynamische Radien (rH) der Liganden 1 und der und 5a." Seite 156 Analytische Eigenschaften und spektroskopische Daten der Komplexe 2a, 2b, 2b', 3a, 3b, 3b', 4a und 5a." Seite 159 Tabelle 9: Asymmetrische Cyclopropanierung von Tabelle 10: Asymmetrische Cyclopropanierung Tabelle 11: Allgemeine Trends von von Ethyldiazoacetat." Olefinen mit Seite 168 Ethyldiazoacetat." Seite 172 Ausbeute, Diastereo- und Enantioselektivität in der Ruthenium- phosphoramidit-katalysierten Cyclopropanierung Tabelle 12: Olefinen mit Asymmetrische Cyclopropanierung von von Olefinen." Seite 177 Olefinen mit Ethyldiazoacetat." Seite 178 Tabelle 13: Diels-Alder-Reaktion von Cyclopentadien mit Acrolein: Aktivität." Seite 181 Tabelle 14: Diels-Alder-Reaktion von Cyclopentadien mit Acrolein: Selektivität." Seite 183 285 6 Anhang 6.7 Literatur [I] Kauffman, G. B. Coord. Chem. Rev. 1974,12, 105. [2] Falbe, J.; Regitz, M. Römpp-Lexikon Chemie, 10. Aufl., Georg Thieme, Stuttgart, 1997, Vol. 3, 1686-1687. [3] Wöhler, F. Ann. Phys. Chem. 1828, 87, 253. [4] Christen, H. R. Chemie, 12. Aufl., Diesterweg/Salle, Frankfurt [5] Le [6] van't Hoff, J. H. Arch. Neerl. Sei. Exactes Nat. [7] Falbe, J.; Regitz, Bel, J. A. Bull. Soc. Chim. M. a. M., 1984, 333-334. 1874, 22, 337. Fr. Römpp-Lexikon 1874, 9, 445. Chemie, 10. Aufl., Georg Thieme, Stuttgart, 1998, Vol. 4, 3132. [8] Holleman, A. F.; Wiberg, E.; Wiberg, N. Lehrbuch der Anorganischen Chemie, 101. Aufl., Walter de Gruyter, Berlin, 1995, 403-416. [9] Brunner, [10] Werner, A.; Conrad, H. E. Ber. Dtsch. Chem. Ges. [II] Werner, A.; Vilmos, A. Anorg. [12] Brunner, H. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 1195. [13] Werner, A. 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Carreira Departement Chemie und Angewandte Biowissenschaften 10/1997 - 10/2001 Diplomstudium in Chemie, ETH Zürich Vertiefungsrichtung Organische Chemie Wahlfach Makromolekulare Chemie 08/1992-01/1997 Matura, Kantonsschule Limmattal, Urdorf Typus C (Naturwissenschaften) Zürich, September 2007 Dominik Huber 303 Titelblatt: Druck: (SRu,Sa,Rc,Rc)-3b (vgl. Abbildung 65, Seite 139) Reprozentrale Hönggerberg, Buchbindung: Pagina AG, Auflage: 50 Januar 2008 Exemplare HIL C45, 8093 Zürich Stationsstrasse 3, 8335 Hittnau