Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese Lithium Martin Grützke Roman Sommer 14.1.2010 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 1 Übersicht • • • • • • • • Herstellung von Lithumorganylen Nucleophilie und Basizität von Lithiumbasen DoM TMEDA Aktivierung Chirale Reaktionsführung AoF DreM Gilman-Cuprate 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 2 Herstellung von Lithumorganylen 1. Reaktion mit elementaren Lithium 2. Metall-Halogen-Austausch B. J. Wakefield, Organolithium Methods, 1988, Academic Press 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 3 Herstellung von Lithumorganylen 3. Durch weitere organometallische Komponeneten Hg Li Li Hg Li Hg Sn 4 n-BuLi 4 Li Sn B. J. Wakefield, Organolithium Methods, 1988, Academic Press 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 4 Herstellung von Lithumorganylen 4. Durch Ether und Thioether O OLi 2 Li S Li SLi 2 Li Li B. J. Wakefield, Organolithium Methods, 1988, Academic Press 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 5 Nucleophilie und Basizität von Lithiumbasen Schlechte Nucleophile Li+ N- Gute Nucleophile LDA Li n-BuLi versus Li+ N- LiTMP MeLi Li Li Li 14.1.2010 s-BuLi t-BuLi Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 6 Nucleophilie und Basizität von Lithiumbasen O HO n-BuLi Li Li O O Li Li O LDA N N O E+ O Li N E B. J. Wakefield, Organolithium Methods, 1988, Academic Press 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 7 DoM – Directed ortho Metalation DMG RLi DMG DMG E+ Li E DMG = Directed metalating group Abnahme Reaktivität DMG (C-basiert) DMG (Heteroatom-basiert) SO2NR2 CONR2 SO2Ar CONHR OR CSNHR NHAr CH2NR2 SR V. Snickus, Chem. Rev., 1990, 90, 879 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 8 DoM – Directed ortho Metalation • Mechanismus: NEt2 NEt2 (RLi)n O (RH)n O O H (RLi)n H E+ NEt2 n Li n O NEt2 E V. Snickus, Chem. Rev., 1990, 90, 879 • CIPE versus kinetisch verstärkte Metallierung CIPE Kinetisch verstärkte Metallierung Komplex als Übergangszustand Kein Komplex V. Snickus, Ang. Chem., 2004, 116, 17, 2256 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 9 TMEDA Aktivierung Ph O O n-BuLi Toluol Li Li Pr Pr Li O Ph O Ph Li O Pr Li 0°C Ph TMEDA N O O Pr N N N Li Li + N N N O Li Li N N Li Li N irreversibel H N N N Li Li N O Li -70°C N N Li + Aggregation M. B. Smith, J. March, March‘s Advanced Organic Chemistry, 6th Edition, 2007, WILEY VCH 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 10 Chirale Reaktionsführung R N • Chirale DMG • Chirales Lithiumorganyl mittels (-) Spartein O R: t-Buty, isopropyl, phenyl H N N H http://www-anorganik.chemie.uni-wuerzburg.de/strohmann/research/Image15.jpg 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 11 Chirale Reaktionsführung N O N O Bu O (-) Spartein N s-BuLi N Li O O MeI Bu N O Bu 87% 98% ee P.l Wyatt, S. Warren, Organic Synthesis, 2007, WILEY VCH 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 12 AoF – Anionic ortho Fries Rearrangement • DMG = Carbamat • Mechanismus O NEt2 O O Li NEt2 O OH O NEt2 J. C. Riggs, K. J. Singh et al., J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 13709 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 13 DreM – Directed remote Metalation DMG = OCONEt2 R = SiEt3 1.LDA THF reflux O DMG O 2. AcOH reflux O • DMG = CONEt2 R=H LDA THF 0°C r.t R Mechanismus: O NEt2 NEt2 O O Li SiEt3 O H SiEt3 O NEt2 O Li SiEt3 NEt2 O OH CONEt2 V. Snieckus, Pure & Appl. Chem., 1994, Vol. 66, 2155 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 14 Gilman-Cuprate http://werz.chemie.uni-goettingen.de/download/Cuprate_231107.pdf 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 15 Gilman-Cuprate - Reaktionen Carbocuprierung – Mechanismus über DCD-Komplex H [R2Cu]Li H H H R R H H H R COOMe X Cu Me2CuLi·LiI O R Cu viergliedriger Übergangszustand X=OMe O R R CuR H DCD-Komplex X - - R R Cu Cu R R: t-Bu, Me3Si DCD-Komplex X=Me · OLi Analog mit Alkenen http://werz.chemie.uni-goettingen.de/download/Cuprate_231107.pdf 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 16 Gilman-Cuprate - Reaktionen 1,4-Additon: `Fang-und-Beiß´-Mechanismus http://werz.chemie.uni-goettingen.de/download/Cuprate_231107.pdf 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 17 Gilman-Cuprate - Reaktionen SN2-Reaktionen http://werz.chemie.uni-goettingen.de/download/Cuprate_231107.pdf 14.1.2010 Schwerpunktkurs Metallorganische Reagenzien in der Organischen Synthese 18