Optisch aktive Liganden und Auxiliare für Cer- und Kupfer-katalysierte Reaktionen

Die folgende Arbeit gliedert sich in drei Abschnitte. Im ersten Teil wurden neue polydentate Liganden auf Basis des Pyridinbisoxazolingerüstes synthetisiert. Ziel war die Anwendung in der asymmetrischen Metallkatalyse und dabei insbesondere auf die von Christoffers entwickelte Cer-katalysierten α-Hydroxylierung von β-Oxoestern. Die Arbeitshypothese war, dass durch Erhöhung der Anzahl der Donorfunktionen ein stabilerer Metall-Ligand-Komplex entsteht und somit eine Verbesserung der Enantioselektivität der Reaktion eintritt. Die Synthese des Pyridinbisoxazolinmotivs erfolgte über eine Literatur-bekannte Vorschrift über vier Stufen ausgehend von 2,6-Pyridindicarbonsäure und der natürlichen Aminosäure L-Serin. Im Anschluss wurde das Bisoxazolin mit Iso(thio)cyanaten oder mit Carbonsäurechloriden zu (Thio)carbamaten und Estern umgesetzt. So war es möglich, insgesamt 11 neue Verbindungen zu synthetisieren und zu testen.
Nach erfolgreicher Ligandensynthese wurden die Verbindungen schließlich in der katalytischen Umsetzung von β-Oxoestern mit Cer(III)-Salzen und Sauerstoff getestet. Zur etwaigen Erhöhung des Umsatzes und der Selektivität wurden in einzelnen Versuchen die Parameter, wie Lösungsmittel, Katalysator- und Ligandenmenge sowie unterschiedliche Alkylreste an den β-Oxoestern verändert.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde die asymmetrische Alkylierung von β-Oxoestern durchgeführt. Dazu wurden die β-Oxoester nach einer Literatur bekannten Vorschrift in die Enamine und überführt. Diese waren in einer vierstufigen Synthese aus Aminosäuren und β-Oxoestern erhältlich. Die Aminosäuren wurden hierfür in einer Schützungs-, Entschützungs-Sequenz in die Amide überführt und anschließend mit den β-Oxoestern zu den Enaminen umgesetzt.
Im Anschluss wurden die Enamine in der Kupfer-katalysierten asymmetrischen Alkylierung, entweder mit Ethyldiazoacetat oder mit 3-Brom-1-propin, getestet. Dazu wurden verschiedene Optimierungsreihen durchgeführt, umso die Selektivität der Reaktion zu erhöhen. Auch wurden weitere im Rahmen einer Bachelorarbeit synthetisierte Enamine für die Reaktion untersucht. Jedoch konnte nie eine hohe Selektivität erreicht werden, sodass diese Untersuchungen aufgegeben wurden.
Der letzte Abschnitt der Arbeit befasste sich mit einer mehrstufigen Synthese von Aminodecalonen mit Carbazol- oder Acridinstruktur. Schlüsselschritt der Synthese war eine auxiliarvermittelte, asymmetrische Michael-Reaktion. Die folgenden Schritte beinhalteten eine Robinson-Annelierung mit anschließender Hydrierung. Danach erfolgten eine Fischer-Indol- und Friedländer-Chinolinsynthese und zum Schluss eine Amidierung, wobei das cis-Diastereoisomer zum Lactam umgesetzt wurde.