Modulare Synthese von Oxazolin- und Thiazolin-Liganden

Abstract

Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine neuartige Synthese von 2-(1-Hydroxyalkyl)-oxazolinen und 2-(1-Hydroxyalkyl)-thiazolinen entwickelt, die es erlaubt, ausgehend von zwei einfachen und gut verfügbaren Startmolekülen (ein aliphatischer Aldehyd und ein beta-Hydroxyisocyanid) in einem einzigen Schritt zu den entsprechenden chiralen N,O-Liganden zu gelangen. Bewerkstelligt wurde dies über eine von der Passerini-Reaktion abgeleiteten Isocyanid-Additionsreaktion, in der die gewünschten Produkte zunächst als Gemische von Diastereomeren anfielen, welche sich jedoch problemlos chromatographisch in die optisch reinen Antipoden trennen ließen. Die Modularität dieses Synthesekonzeptes gestattet eine unabhängige Variation der beiden Ligandensubstituenten und genügt somit den Anforderungen eines modernen, kombinatorischen Ligandendesigns. Ihr großes Potential in der asymmetrischen Katalyse stellten die Liganden in der Diethylzink-Addition an Aldehyde unter Beweis, in der Enantiomerenüberschüsse von bis zu 94% erzielt wurden. Ein ausgesprochen starker positiver nichtlinearer Effekt und eine ausgeprägte matched/mismatched-Relation der Diastereomeren kennzeichneten dabei ihre Eigenschaften. Erstaunlicherweise wurden mit Oxazolinen und Thiazolinen dieselben Katalyseresultate erzielt, wodurch sich für die in der Literatur eher selten vertretenen Thiazolin-Liganden aufgrund ihrer erhöhten Stabilität verglichen mit den populäreren O-Analoga interessante Perspektiven eröffnen.

In the course of this work, a novel synthesis of 2-(1-hydroxyalkyl)oxazolines and 2-(1-hydroxyalkyl) thiazolines was developed, giving rise to chiral N,O-ligands in a single step from two simple, well available starting molecules (an aliphatic aldehyde and a beta-hydroxy isocyanide). This was accomplished by a Passerini type isocyanide addition reaction, from which the desired products were obtained as mixtures of diastereomers in the first instance that, however, could easily be separated into the optically pure antipodes. The modularity of this concept permits an independent variation of both ligand substituents, thus satisfying the requirements of a modern, combinatoric ligand design. The ligands'; great potential in asymmetric catalysis was proven in the diethylzink addition to aldehydes. Thereby, enantiomeric excesses of up to 94% were obtained, a markedly strong positive nonlinear effect and a distinct matched/ mismatched relation being the main characteristics. Surprisingly, with oxazolines and thiazolines the same catalysis results were observed which opens up interesting perspectives for the rather uncommon thiazoline ligands because of their enhanced stability compared to the more popular O-analogs.