1. Übung zur Vorlesung OC IV 19.05.03

1. Übung zur Vorlesung OC IV
19.05.03
Aufgabe 1
a)
Zeichnen Sie in das unten abgebildete Schema für die Reaktionsgleichung I das Produkt (wählen
Sie ein beliebiges Enantiomer) bzw. für die Reaktionsgleichung II das Edukt einer asymmetrischen
Hydrierung!
b)
Welchen chiralen Katalysator und welche Hydrierbedingungen würden Sie jeweils wählen?
c)
Formulieren Sie jeweils einen allgemeinen Reaktionsmechanismus!
MeO
(I)
N
MeO
A
MeO
(II)
N
MeO
O
B
Aufgabe 2
Die asymmetrische Hydrierung des Allylalkohol A mit dem Noyori-Katalysator [Ru(OAc)2(S)BINAP] erfolgt mit einem ee von 90%. Welches Ergebniss erwarten Sie für die zweifache Hydrierung
des Bisallylalkohol B mit dem Noyori-Katalysator, wobei die Stereozentren unabhängig voneinander
gebildet werden!
a)
Zeichen Sie die Strukturformeln aller stereoisomeren Produkte!
b)
Geben die Diastereoselektivität und Enantioselektivität an (in %)!
c)
Vergleichen Sie das Ergebnis der Monohydrierung mit der zweifachen Hydrierung!
1
H2
OH
Kat*
OH
A
HO
OH
H2
Kat*
B
Aufgabe 3
a)
Füllen Sie die Lücken der Reaktionsgleichungen I und II aus.
b)
Welches Diastereoisomer C entsteht bei der Hydrierung mit dem Wilkinson Katalysator?
c)
Welchen Katalysator wählen Sie für die diastereoselektive Hydrierung von Verbindung B,
nachdem die Carbonyl Gruppe geschützt wurde?
2
O
O
TPSCl, Imidazol
PPTS
(I)
(CH2Cl2), RT, 2 h
(Aceton, H2 O)
H
65°C, 2 h
HO
A
H2 , RhCl(PPh3 )3
C
O
(II)
HO
B
O
O
H
HO
D
Aufgabe 4
Was bedeutet der Ausdruck dynamisch kinetische Resolution? Geben Sie ein Beispiel an und erklären
Sie!
3
Aufgabe 5
a)
Markieren Sie die Liganden mit C2-Symmetrie?
b)
Was ist der Vorteil von C2-symmetrischen Liganden in der asymmetrischen Synthese?
NMe 2
PPh 2
Fe
A
Ph 2P
PPh 2
N
COR
B
O
O
PPh2
PPh2
PPh2 PPh 2
C
D
4
2. Übung zur Vorlesung OC IV
21.05.03
Aufgabe 1: Reaktionsmechanismus
a)
Me
Ph
Me
NaCH(CO2Me)2, [Pd(0) 1mol%],
dppe, (THF), 25°C, 20h
OAc
Ph
Me
Ph
+
MeO 2C
CO2Me
92
A
MeO2C
B
CO 2Me
8
Durch eine allylische Substitution entsteht B aus A. Erklären Sie die Regio- und Stereoselektivität der
Reaktion anhand des Mechanismus.
b)
Me
Ph
OAc Ph
od.
D
OAc
NaCH(CO2Me) 2, [Pd(0) 1mol%],
dppe, (THF), 25°C, 20h
Me
Ph Me
+
CO 2Me
MeO2C
MeO2C
E
90
B
Ph
CO 2Me
10
Aus den beiden Z-Olefinen D und E entstehen erneut die Produkte B (vgl. a). Begründen Sie diesen
Befund.
c)
Me
Ph
PhZnBr, [Pd(PPh3)4, 5mol%]
OAc
F
Welches Produkt erwarten Sie für den Fall, das PhZnBr als Nucleophil eingesetzt wird?
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Aufgabe 2: Liganden
Einer der am häufigsten eingesetzten Liganden in enantioselektiven allylischen Substitutionen ist das
von Pfaltz et. al. entwickelte Oxazolin A. Es kann zum Beispiel eingesetzt werden, um racemisches B
in enantiomerenreines C zu überführen.
O
PPh2 N
OAc
Ph
1mol% [Pd(LM3)Cl]2
12mol% A
Ph
MeO 2C
CO 2Me
Ph
Ph
R
t
i
R = Bu, Pr, Ph
A
rac-B
d)
Wie erklärt man sich Differenzierung der enantiotopen Positionen durch A?
e)
Wie läßt sich A aus 2-Bromobenzonitril herstellen?
C
6
Aufgabe 3
a)
Füllen Sie die Lücken in dem unten abgebildeten Reaktionsschema ausgehend von den Edukten A
bzw. B aus!
b)
Welches Diastereoisomer entsteht bei der Hydrierung mit dem Wilkinson Katalysator?
c)
Welchen Katalysator wählen sie für die diastereoselektive Hydrierung von Verbindung B?
O
O
TPSCl, Imidazol
PPTS
(CH2Cl2), RT, 2 h
(Aceton, H2 O)
H
65°C, 2 h
HO
A
H2 , RhCl(PPh3 )3
O
HO
B
O
O
H
HO
C
Aufgabe 4
Was bedeutet der Ausdruck dynamische kinetische Resolution? Geben Sie ein Beispiel an und erklären
Sie!
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Aufgabe 5
b)
Markieren Sie die Liganden mit C2-Symmetrie?
b)
Was ist der Vorteil von C2-symmetrischen Liganden in der asymmetrischen Synthese?
NMe 2
PPh 2
Fe
A
Ph 2P
PPh 2
N
COR
B
O
O
PPh2
PPh2
PPh2 PPh 2
C
D
8
3. Übung zur Vorlesung OC IV
23.05.03
Aufgabe 1
In der Synthese von Scopodulinsäure tritt eine Domino-Heck-Reaktion auf.
I
O
Pd(OAc) 2, PPh3, Ag2CO3
R
H
THF, 65° C, 18h
O
TBSO
OTBS
d)
Definieren Sie den Begriff Domino-Reaktion!
e)
Zeichnen Sie den Reaktionsmechanismus!
f)
Wieso kommt es in der vorliegenden Domino-Reaktion zur zweiten Heck-Reaktion? (Betrachten
Sie dazu die Struktur des Pd-σ-gebundenen Intermediates, das nach dem ersten Ringschluss
entsteht.)
Aufgabe 2
PhOTf
O
H
Pd(OAc)2
(R)-BINAP
O
Ph
Ph
O
H
Geben Sie eine Erklärung für das entstehen zweier Produkte. Zeichnen Sie den Mechanismus für beide
Produkte.
Aufgabe 3
Erklären Sie die Regioselektivität bei der mehrfachen Heck-Reaktionen!
Me
CO 2Me
Br
Br
I
Ph
Pd(OAc) 2
Pd(OAc)2
MeCN
100° C
PPh 3
100° C
9
Aufgabe 4
In der folgenden Reaktion entstehen diastereoselektiv zwei neue stereozentren.
Pd(OAc) 2
Bu4 NCl
iPr2 NEt
O
I
O
HO
DMF, 50° C
Erklären Sie die Reaktionsverlauf und die Stereoselektivität.
Aufgabe 5
Ergänzen Sie das Edukt oder Produkt folgender asymmetrischen Heck-Reaktionen.
Welchen chiralen Katalysator kann man verwenden?
OTIPS
MeO
(I)
O
N
Br
(II)
N
H
O
R
(III)
H
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Aufgabe 6
COOMe
MeOOC
(2 Eq.)
OTIPS
MeO 2C CO 2Me
H
OTIPS
Na
Pdallyl2Cl2
(S)-BINAP
DMSO
OTf
A
Me
B
Erklären Sie den Mechanismus der Reaktion!
Begründen Sie die Diastereoselektivität.
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4. Übung zur Vorlesung OC IV
26.05.03
Aufgabe 1:
Me
COOEt
N2CHCO 2Et, [Kat. 1mol%],
(ClCH2CH2Cl), 25°C
Ph
COOEt
+
Ph
Me
Ph
Me
A
4
97 % ee
NC
N
R
1
10 % ee
R
R
N Cu N
Kat. =
:
R = CMe2OH
N
R
CN
Wie erklären Sie die Stereoselektivität dieser Reaktion ?
Aufgabe 2:
Erklären Sie die Bildung von C aus der Diazoverbindung B.
Wie sieht der Reaktionspartner A aus ?
Welche Liganden könnte man für eine enantioselektive Reaktionsführung verwenden ?
O
O
N2
O
O
[Rh2L 4]
+
O
TBDMSO
L=Ligand
O
OTBDMS
O
OTBDMS
A
B
C
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Aufgabe 3:
a)
Füllen Sie die Lücken in dem unten abgebildeten Totalsyntheseschema für Tremulonide A und
Tremulenediol A ausgehend vom Edukt A aus.
b)
Erklären Sie den Rh-katalysierten Schlüsselschritt zu Intermediats C.
c)
Wie bildet sich D aus C ?
OAc
COOMe
p-ABSA
DBU
+ D
Rh2 (OOct)4,
(hexan), 69 °C
B
A
C
Cope
Umlagerung
H 2, ClRh(PPh3 ),
40 atm, (EtOH)
AcO
D
E
K 2CO3
(MeOH)
MeO2 C
DIBAL, (CH2Cl2),
− 78°C
Tremulenolide A
Tremulenediol A
p-ABSA = p-acetamidobenzenesulfonylazid (p-MeCONHC6H4SO2N3)
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Aufgabe 4:
Erklären Sie die Bildung von B aus dem Ester A. Welche Intermediate kann man sich vorstellen ?
Geben Sie den Name der Reaktion ?
nBuMgCl (5 eq.)
Ti(OiPr)4 (0.5 eq.)
O
OH
O
A
B
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