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Metallorganik und Katalyse
Übergangsmetall-katalysierte allylische Alkylierungen
Übergangsmetallorganische Reaktionen erfreuen sich großer Popularität sowohl bei Synthetikern als auch in der Industrie. Eine gewisse Vormachtstellung nehmen hierbei Palladium-katalysierte Reaktionen ein, unter anderem für allylische Alkylierungen. Daneben kommen aber auch Rh- und Ru-Verbindungen zum Einsatz, die ein anderes Reaktionsverhalten und Selektivitätsmuster zeigen. Wir verwenden diese Reaktionen zur Herstellung γ,δ-ungesättigter Aminosäuren und Peptide, durch Allylierung chelatverbrückter Aminosäureester-Enolate. Diese Reaktion ist keineswegs auf Aminosäuren beschränkt, sondern gelingt auch mit α-Hydroxysäuren und α-Aminoketonen. Durch Verwendung stannylierter Allylsubstrate kommt man zu metallierten Aminosäurederivaten, die sich anschließend in Kreuzkupplungsreaktionen weiter umsetzen lassen.
Pd-katalysierte Allylierungen waren die Schlüsselschritte der Synthesen von Boletin, Trapoxin sowie der Modifizierung von Miuraenamiden.
Übergangsmetall-katalysierte Hydrostannylierungen
Die zur Herstellung metallierter Aminosäuren benötigten stannylierten Allylsubstrate erhält man durch Hydrostannylierung der entsprechenden Propargylester. Für diese Reaktion wurde ein neuer Hydrostannylierungskatalysator MoBI3 entwickelt. Mit diesem Katalysator gelingt die Hydrostannylierung der unterschiedlichsten Acetylene in durchweg sehr guten Ausbeuten und hoch selektiv. Die Kombination Hydrostannylierung/Stille-Kupplung fand z. B. Einsatz bei der Synthese von Tryptophanen sowie der Cyclopeptide Keramamid und Mozamid.
Übergangsmetall-katalysierte C-H-Funktionalisierungen
Dieses sehr moderne Gebiet der regio- und chemoselektiven Funktionalisierung ist hervorragend geeignet, um N-methylierte Aminosäuren und Peptide selektiv an der β-Position zu funktionalisieren. Dieses Verfahren hat gegenüber den Enolat-Reaktionen den Vorteil, dass das chirale α-Stereozentrum der Aminosäuren nicht im Kupplungsschritt stereoselektiv aufgebaut werden muss, sondern von einer geeigneten chiralen Ausgangsverbindung übernommen werden kann. Das Verfahren eignet sich besonders gut zur Einführung von Arylsubstituenten und damit zur Synthese aromatischer Aminosäuren. Daher fand es Anwendung bei der Synthese der Cyclopeptidalkaloide Abyssenine A und Mucronine E.
Matteson-Homologisierungen
Donald Matteson beschrieb Anfang der 1980’er Jahre eine sehr effiziente Methode zum Aufbau von C-C-Bindungen mit hohen Stereoselektivitäten, basierend auf der Umsetzung von Boronsäureestern mit Chlorcarbenoiden. Die asymmetrische Variante der Reaktion ist als Matteson-Homologisierung bekannt. Diese erlaubt einen stufenweisen Aufbau von Kohlenstoffketten mit den unterschiedlichsten Substitutionsmustern durch Verwendung verschiedener C-, O- und N-Nucleophilen und ist daher prädestiniert zum Aufbau von Polyketiden. Anwendung fand diese elegante Methode z. B. in der Synthese von Lagunamid A.