Seminar zum F - Praktikum Alkyl Phosphines as Reagents and atalysts in rganic Synthesis Matthias Groh
Übersicht Phosphonium Ylide Wittig Reaktion Schlosser Variante der Wittig Reaktion Staudinger Reaktion Mitsunobu Reaktion Redoxkondensation nach Mukaiyama Phosphine als Katalysatoren
ittig Reaktion - Mechanismus Li al Lial ithiobetain xaphosphetan trans k trans + Stereoslektivität: Phosphorylid k cis Lial xaphosphetan cis Li al R Lithiobetain -PPh 3 trans Alken "salzfrei" ohne Li -Salze k cis >> k trans Betaine nicht stabil --> cis Alkene (bei labilen Yliden) "nicht salzfrei" k cis > k trans Lithiobetaine stabil stereochemischer Drift --> cis/trans Gemisch bei stabilen Yliden --> trans Alkene -PPh 3 cis Alken
Wittig Reaktion Schlosser Variante xaphosphetan trans + Phosphorylid xaphosphetan cis Lial Lial Li al Lithiobetain PPh 3 PhLi PhLi - + - + xidoylid Li al Lithiobetain
Wittig Reaktion Schlosser Variante PPh 3 l Li al +KtertBu -LitertBu xidoylid trans Lithiobetain trans xaphosphetan Wichtig: -PPh 3 1. Überschuss an Lial --> Lithiobetaine 2. xidoylid wird stereoselektiv zum trans Betain protoniert trans Alken 3. Austausch von Li durch K
Staudinger Reaktion lkyl- oder Arylphosphine reagieren mit einem Azid unter 2 -Abspaltung zu einem hosphinimid. Dieses kann zum Amin hydrolysiert werden oder mit einer arbonylverbindung zu inem Imin umgestzt werden.. Schritt + PPh 3 PPh 3 Azid - 2 PPh 3 Phosphinimid
Staudinger Reaktion 2. Schritt ydrolysle PPh 3 -PPh 3 + 2 Phosphinimid Umsetzung mit arbonylverbindungen Bsp: Intramolekulare Reaktion Amin 2 Bildung einer - Doppelbingung --> "Aza Wittig Reaktion" Imin PMe 3 3-2 PMe 3 PMe3 Phosphinimid
itsunobu Reaktion ucleophiele Substitution von Alkoholen unter schwach sauren Bedingungen. ie ucleophile müssen durch dass arbamat-anion, quantitativ deprotoniert werden. ies trifft für ucleophile mit einem pk s < 11 zu. harakteristisch für die Reaktion ist die Inversion des Stereozentrums des Alkohols. echanismus: 2 Et Ph 3 P 2 Et Ph 3 P 2 Et PPh + 3 + R Et 2 DEAD Diethylazodicarboxylat Et 2 Betain Et 2 u - u PPh 3 2 Et Ph 3 P 2 Et u Et 2 Et 2 -Et 2 --- 2 Et ydrazinderivat arbamat-anion
Mitsunobu Reaktion Beispiele: -Ar (pk s = 8-11) --> Bildung von Phenolethern S-R (pk s = 8-8,5 ) --> Bildung von Thiolethern R (pk s = 4-5) --> Bildung von Estern -- Verseifung liefert inversen Alkohol 3 (pk s = 4,7) --> Bildung von Aziden + Mitsunobu 3 PPh 3, DEAD 3 Staudinger 1.PPh 3 2. 2 2 Alternative zur Gabrielsynthese + Mitsunobu PPh 3, DEAD 2-2 2
Redoxkondensation nach Mukaiyama Redox --> P(III) -> P(V) Kondensation --> Abspaltung von -Y + + X Y + X PPh 3 + -Y + X PPh 3 Y mit: X = Y Beispiel: Praktikumspräparat al al --Y al PPh 3 X al (al) 3 Appel (1975) I S 2 + X PPh 3 al: l, Br, I 7 PPh 3 / I 2 7 + I + PPh 3
Phosphine als Katalysatoren in chemischen Reaktionen Michael Addition PPh 3 + Ph 3 P α, β ungesättigte arbonylverb. R Zwitterion - acide Verbindung R R Michael- Produkt R + R Ph 3 P R R R R R Phosphin wirkt als ucleophil und setzt die Base frei (Zwitterion) alternativ zu a oder ar
hosphine als Katalysatoren in chemischen Reaktionen eispiel: Katalytische ydrierung 3 3 2 (PPh 3 ) 3 Rhl irale Liganden zur asymmetrischen katalytischen ydrieung pamp; Binap --> siehe Vorlesung zum F - Praktikum Alkyl- und Arylphosphine gute Liganden in Metallkomplexen sehr vielseitig einsetzbar
Literatur Übersichtsartikel Alkyl phosphines as reagents and catalysts in org. Synthesis D.. Valentine, J.. illhouse, Synthesis 2003, 317-334 Mechanismen von: Wittig Reaktion und Schlosser Variante, Mitsunobu Reaktion, Mukaiyama Redoxkondensation Reaktionsmechanismen; R. Brückner, 2. Auflage 2003 Michael-Additionen katalysiert durch Alkylphosphine Gómez-Bengoa, E.; uerva, J. M.; Mateo,.; Echavarren, A. M. J. Am. hem. Soc. 1996, 118, 8553.