Organische Chemie III

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1 rganische Chemie III Sommersemester 2006 Technische Universität München Klausur am ame, Vorname... Matrikel-r.... (Druckbuchstaben) geboren am... in... Studiengang Chemie Dipl.... Chemie Bachelor (Eigenhändige Unterschrift) inweise zur Klausur: 1. Die Klausur besteht aus insgesamt 12 Blättern (Deckblatt plus 11 Aufgabenblätter). Bitte kontrollieren Sie sofort, ob die Klausurunterlagen vollständig sind. 2. Es dürfen nur die vorgedruckten Bögen (einschließlich Rückseite) genutzt werden. Antworten sind zu kennzeichnen, sonst werden sie nicht bewertet. Bitte kurze Antworten! 3. Es sind keine ilfsmittel erlaubt. Täuschungen und Täuschungsversuche führen zur Bewertung der Klausur mit 0 Punkten. 4. Bitte schreiben Sie mit einem Kugelschreiber oder Füller. Verwenden Sie keinen Bleistift und keine rote Tinte! 5. Jede richtig und vollständig beantwortete Aufgabe wird mit der jeweils angegebenen Anzahl von Punkten bewertet. Es können Teilpunkte gegeben werden Σ

2 2 Aufgabe 1 (18 Punkte) Die Evans-Auxiliare der allgemeinen Struktur 1 sind für die asymmetrische Synthese von großer Bedeutung. R 1 a) In Ihrem Labor finden Sie die Aminosäure D-Valin {(R)-( )-2-Amino-3- methylbutansäure}. Welches Evans-Auxiliar können Sie daraus herstellen? Geben Sie eine kurze Synthesesequenz an. (3 Punkte) b) Das fertige Auxiliar wird nun mit Propionsäurechlorid umgesetzt. Geben Sie die Reaktionsbedingungen und das erhaltene Produkt an. (1 Punkt) c) Sie haben bisher zwei Reaktionen kennen gelernt, bei denen Evans-Auxiliare zur asymmetrischen Synthese eingesetzt wurden. Welche beiden? (2 Punkte) Allylübertragung Makrocyclisierung Enolatalkylierung SAMP-Verfahren Aldolreaktion Umpolung

3 3 Leider haben Sie bei der letzten Stufe der Synthese einen Fehler gemacht und Ihr Produkt verloren. Ein netter Kollege stellt Ihnen aber Amid 2 zur Verfügung. d) Erkären Sie, ausgehend von Amid 2, wie bei den beiden unter c) genannten Reaktionen jeweils die faciale Diastereoselektivität erreicht wird. Setzen Sie dazu Amid 2 mit geeigneten Substraten um, zeichnen Sie die Übergangszustände und leiten Sie daraus die zu erwartenden auptprodukte ab. (10 Punkte) 2 e) Geben Sie kurz in Stichworten an, welche Effekte jeweils für die beobachteten Selektivitäten verantwortlich sind. (2 Punkte)

4 4 Aufgabe 2 (10 Punkte) Welche Produkte erwarten Sie für folgende Umlagerungen und benennen Sie diese amensreaktionen. Tf K t Bu (Pentanol) CCl S 3 RT (CCl 3 ) 1. SCl 2 2. C Me, Ag 2, 65 C C Me Mea, Rückfluss (Me) Br t BuLi, 78 0 C (Me)

5 5 Aufgabe 3 (10 Punkte) In der unten aufgeführten erstellung von Silylenolethern erhält man das unerwartete ()-E Produkt als auptprodukt. 1. LDA, 78 C (Et 2 ) 2. Me 3 SiCl TMS TMS 93 : 7 a) Welche beiden Effekte spielen im Übergangszustand der Deprotonierung für die Stereoselektivität die ausschlaggebende Rolle? (3 Punkte) 1,3-diaxiale Wechselwirkung 1,3-Allylspannung β-siliciumeffekt 1,2-gauche Wechselwirkung b) Erklären Sie anhand einer ausführlichen Skizze des Übergangszustands der Deprotonierung, welcher Effekt für die Produktbildung des ()-E-Enolats verantwortlich sein muss. Versuchen Sie, aus dem Übergangszustand eine sinnvolle Erklärung dafür abzuleiten. (7 Punkte)

6 6 Aufgabe 4 (10 Punkte) In der Synthese von Castanosperminderivaten spielen Vinylsilane eine wichtige Rolle. Ac Ac TMS ab 4 Ac TMS Ac 2, DMAP (Pyridin) BF 3 Et a) Für die Umsetzung des thalimids 1 zu dem Vinylsilan 2 wurde das Mitsunobu- Protokoll verwendet. Ergänzen Sie die fehlenden Reagentien (keine Abkürzungen) und Reaktionsbedingungen. (2 Punkte) b) Für die stereoselektive Reduktion des thalimids 2 zu dem Alkohol 3 wurde atriumborhydrid genutzt. Um welche Art der Stereokontrolle handelt es sich? (2 Punkte) Cyclische Stereokontrolle 1,3-Allylspannung Stereokontrolle durch Chelate Auxiliar-induzierte Diastereoselektivität c) Der Alkohol 3 wurde nun mit Essigsäureanhydrid und DMAP umgesetzt. Formulieren Sie das zugehörige Produkt. (1 Punkt) d) Anschließend wurde zu Produkt 4 mit BF 3 Et 2 zugesetzt. Ergänzen Sie das fehlende Produkt 5. Geben Sie einen detaillierten Mechanismus dieser Reaktion an und erkären Sie den Reaktionsverlauf mit dem amen des zugehörigen Effekts und mit ilfe eines M-Schemas. Denken Sie auch an mögliche stereogene Zentren. (6 Punkte)

7 7 Aufgabe 5 (10 Punkte) Welche Produkte erwarten Sie bei den unten angebenen Pd-katalysierten Reaktionen? Br [Pd(Ac) 2 /BIAP] Cs 2 C C (Toluol) S 2 Ar TMS + Me [Pd 2 (dba) 3 ] a (TF) inweis: Die Sulfonylgruppe verhält sich wie ein Acetat. S B() 2 C + S Br Boc 1. [Pd(P 3 ) 4 ] a 2 C 3 RT (DME/ 2 ) 2. Cl C 2 t-bu C 2 t-bu 1. LMDS 78 C (TF) 2. Tf 2 DMPU 78 C RT (TF) Bu 3 Sn SiMe 3 [Pd 2 (dba) 3 / Tri-(2-furyl)phosphin] ZnCl 2, MP 70 C (Et 2 ) BrMg TP Cl [icl 2 (dppp)] (TF) Br TP = Tetrahydropyranyl dppp = Diphenylphosphinopropan

8 8 Aufgabe 6 (11 Punkte) Verbindung 2 wurde durch eine Stille-Kupplung hergestellt. a) Geben Sie die dafür notwendige rganometall-verbindung 1 an und schlagen Sie deren Synthese vor. (3 Punkte) Cl + [PdCl 2 (C 3 C) 2 ] RT (DMF) Et Et 1 2 b) Wie könnte man ausgehend von 3-Bromfuran unter Verwendung des selben metallorganischen Reagenzes 1 ebenfalls Verbindung 2 synthetisieren? Geben Sie die Bedingungen an und erklären Sie, warum die Stille-Reaktion dafür besonders geeignet ist. Zeichnen Sie den relevanten Ausschnitt des Katalysezyklus. (8 Punkte)

9 9 Aufgabe 7 (4 Punkte) Zum Aufbau des 5,6-Ringsystems des Vitamin D 3 (1) wurden eine intramolekulare und anschließend eine intermolekulare Pd-katalysierte Allylierung durchgeführt. Vervollständigen Sie das Reaktionsschema! Lassen Sie sich dabei von dem ungewöhnlichen Liganden nicht stören und beachten Sie die Stereochemie nicht. [Pd 2 (dba) 3 ] Me 2 C P RT (TF) C 2 Me Me [Pd 2 (dba) 3 ] PG Vitamin D 3 (1)

10 10 Aufgabe 8 (6 Punkte) a) Geben Sie die auptprodukte der folgenden Reaktionen an. (je 2 Punkte) 1. B(IPC) 2 L.A. 78 C (TF) 2. a / 2 2 TBDMS Z SiMe 3 L.A. 78 C (C 2 Cl 2 ) Z = Carbobenzoxy- TBDMS = tert-butyldimethylsilylb) Geben Sie eine Lewissäure (L.A.) an, die in der zweiten Reaktion verwendet werden kann (1 Punkt): c) Mit welchem amen ist die zweite Reaktion verbunden? (1 Punkt) Mukaiyama Sakurai Suzuki Mitsunobu

11 11 Aufgabe 9 (12 Punkte) Die Bildung und Öffnung von Epoxiden ermöglicht viele nützliche Transformationen in der organischen Synthese. Ein Beispiel dafür ist die folgende Reaktionssequenz aus der Totalsynthese von Spongistatin A. Ergänzen Sie im folgenden Schema die fehlenden Reagenzien und Produkte. (11 Punkte) TBS TBS S S Li DMPU (TF) 1 TBAF (TF) a, TsCl, 0 C (TF) TBAF = Bu 4 F a, MeI (Et 2 ) Me S S Me TBDPS S S Me TBDPS Mit welcher Methode kann man das zu Epoxid 1 analoge enantiomerenreine Epoxid 2 aus dem Allylalkohol herstellen? (1 Punkt)? Evans-Epoxidierung Bayer-Villiger-Epoxidierung Schröter-Epoxidierung 2 Jones-Epoxidierung Sharpless-Epoxidierung Vollhardt-Epoxidierung

12 12 Aufgabe 10 (8 Punkte) eute wurde aus einem Pilz an unserer Universität, das Bachilidon, isoliert und charakterisiert. Ihre vier Assistenten sehen sofort eine retrosynthetische Zerlegung, die auf ein Edukt aus dem Chiral-Pool zurückgreift. Die ersten beiden retrosynthetischen Schnitte spalten die Bindung zwischen C6 und C7 sowie das Lacton, wobei man das Synthon 1 erhält Bachilidon 1 d 0 d 1 a) Ergänzen Sie das fehlende zweite Synthon (1 Baustein). (2 Punkte) b) Formulieren Sie zu beiden Synthonen jeweils ein Syntheseäquivalent. (2 Punkte) c) Geben Sie die Reaktionsbedingungen und den amen einer geeigneten Macrolactonisierungsmethode an. Beachten Sie die Stereochemie! (4 Punkte)