Synthese des Liganden 112 und epi-112

58

isolierten Ausbeute von nur 14% führte. In einer zu dieser Arbeit parallel angefertigten Doktorarbeit konnte J.P. Kaiser zeigen, dass sowohl das tert-Butylsulfoximin 116 als auch unterschiedliche Derivate dieser Verbindung durch Aufreinigung unter Verwendung von Kieselgel oder neutralem Aluminiumoxid als stationäre Phasen zur Zersetzung unter Abspaltung von Isobuten neigen.^[133] Dies führte zu schlecht reproduzierbaren Trenn-ergebnissen und massiven Ausbeuteverlusten. Der Verlauf der hier durchgeführten säulenchromatographischen Trennung kann diese Ergebnisse nur bestätigen. Selbst Lagern des aufgereinigten Produktes führte in weniger als 24 Stunden bereits zu Zersetzungs-produkten. Aus diesem Grunde wurde dieser Ligand nur mit schnell durchführbaren Analyse-methoden (¹H-, ¹³C- und ³¹P-NMR-Spektroskopie, sowie ESI-Massenspektrometrie) charakte-risiert. Weiterführende Anstrengungen zur Lösung des Isolationsproblems wurden in dieser Arbeit, vor allem unter Anbetracht der mit diesem Liganden erhaltenen Ergebnisse in katalytischen Reaktionen (siehe Kapitel 4.3.2), nicht angestrebt.

59 Pyridin als Lösungsmittel vermutete man, dass ein primär gebildetes mesyliertes Produkt 118 in einer intramolekularen Substitution zum Aziridiniumion 119 reagierte. Nach einer ringöffnenden Reaktion von 119 mit den in der Reaktionslösung enthaltenen Chloridionen bildete sich das Nebenprodukt 120 (siehe Schema 4.7).

Schema 4.7: Vermuteter Mechanismus der Bildung chlorierter Nebenprodukte in Mesylierungs-reaktionen geminaler Bis(sulfoximin)e.^[64]

In der vorliegenden A erungsversuche des

Methyl-sul

und Mesylchlorid.

Dabei kam es nach dünnschichtchromatographischer Kontrolle auch in Abhängigkeit von de

O S

rbeit stellte man fest, dass Mesyli

foximins 10 unter leicht abgeänderten Reaktionsbedingungen (Methylenchlorid als Lösungsmittel und ein Wechsel der Base zu Triethylamin unter weiterer Verwendung von Mesylchlorid als Mesylierungsreagenz) immer wieder zu nicht reproduzierbaren Mengen an gewünschtem Produkt 121, chloriertem Nebenprodukt 122 und Edukt 10 führten (Schema 4.8).

Schema 4.8: Identifizierte Produkte nach der Reaktion von Methylsulfoximin 10 mit Triethylamin

r Dauer des Ausschüttelns der Reaktionsmischung während des Aufarbeitungsschrittes mit Ammoniumchlorid zu Veränderungen der Produktgemisch-Zusammensetzung. Um den Einfluss des Ammoniumchlorids auf die Produktverteilung zu untersuchen wurde die Alkoholfunktion des Methylsulfoximins unter Ausschluss von Chloridionen mittels Trifluor-methansulfonsäureanhydrid unter sonst identischen Reaktionsbedingungen wie bei den Mesylierungsversuchen in eine noch leichter substituierbare Abgangsgruppe überführt und die Reaktion zur Aufarbeitung intensiv mit Ammoniumchlorid geschüttelt. Nach Separation der

N

OH

10 121

1) NEt₃

O

2) MsCl S

122 10

N

OMs

O S N

Cl

O S N

DCM OH

S S

O O

N OH

N HO

11

MsCl Pyridin

S O

N O S

O O

MsCl Pyridin

S O

N

Cl Py

S S

O O

N Cl

N Cl

120

118 119

~ ~

60

Phasen erhielt man das in Abbildung 4.2 gezeigte ¹³C-NMR-Spektrum A der organischen Phase (es ist lediglich der für diese Diskussion relevante Ausschnitt von 15 bis 115 ppm abgebildet).

Abbildung 4.2 115 ppm) der

Verbindungen 122, 10 und 120 sowie Zuordnung der Signale.

Es ist deutlich erkennbar, dass Re

: Vergleich der ¹³C-NMR-Spektren (Ausschnitte zwischen 15 und

sich nahezu ausschließlich eine neue Verbindung in dieser aktion gebildet hatte, die nach Vergleich der ¹³C-NMR-Spektren verschieden vom eingesetzten Edukt Methylsulfoximin 10 (Spektrum B) sein musste. Prägnant ist der Unterschied der relativen chemischen Verschiebungen der C-3-Atome (jeweils rot hervor-gehoben). Aufgrund des ¹³C-NMR-Spektrums eines in eigenen Vorarbeiten charakterisierten chlorierten Bis(sulfoximin)s (Spektrum C)^[64] konnte plausibel gemacht werden, dass es sich bei dem gebildeten Produkt ebenfalls um ein chloriertes Sulfoximin handeln musste. Die relativen chemischen Verschiebungen der C-3-Atome waren nahezu identisch. Dieser Befund konnte zudem mittels ESI-MS-Untersuchungen bestätigt werden. Somit konnte verdeutlicht werden, dass jegliches Vorliegen von Chloridionen zur Bildung des Seitenketten-chlorierten Produktes führte. In folgenden Synthesen wurde daher gänzlich auf Chloridionenquellen verzichtet. Umsetzung vom Methylsulfoximin 10 mit Triethylamin und Mesylanhydrid bei

[ppm]

100 80 60 40 20

1 10

2 3 4 5'5

122 120

10

1

10 2

3 4 5

O S N

OH 10 1

2 3 4 5 7 8 6 9

5'

5'

S S

O O

N Cl

N Cl 10

1

2 3 4 5

76 98

5'

O S N

Cl 10 1

2 3 4 5 7 8 6 9

5'

1

10 2

3

4 5

5'

A B C

CDCl3

CDCl3

CDCl3

61 0 °C in Methylenchlorid erbrachte nach einer Reaktionszeit von zwei Stunden und lediglich wässriger Aufarbeitung das gewünschte mesylierte Methylsulfoximin 121 in Ausbeuten größer 95% (Schema 4.9). Aufgrund ausreichender Reinheit des Produktes 121 wurde es ohne weitere Aufreinigung in folgenden Reaktionen eingesetzt.

O

Schema 4.9:

ie in Schema 4.6 (Seite 58) ersichtlich, sollte nach Überführung der Alkoholfunktion des Me

Schema 4.10 n

Diphenyl-phosphid-Boran-Komplexen.

Nach langsam temperatur und einer Gesamtreaktionszeit von 15

Synthese des mesylierten Methylsulfoximins 121.

S

W

thylsulfoximins 10 in eine Abgangsgruppe eine Umsetzung mit einem Phosphanierungs-reagenz erfolgen, um den Liganden 112 zu synthetisieren. Man entschied sich zuerst zu einer Umsetzung des mesylierten Sulfoximins 121 mit Lithiumdiphenylphosphid-Boran-Komplex, welcher analog einem literaturbekannten Verfahren aus Triphenylphosphan-Boran-Komplex und metallischem Lithium hergestellt wurde (Weg A, Schema 4.10).^[132] Das Sulfoximin 121 wurde dazu in THF gelöst, auf -78 °C gekühlt und der frisch hergestellte Lithiumdiphenyl-phosphid-Boran-Komplex mittels einer Spritze langsam zugegeben.

: Umsetzung von mesyliertem Methylsulfoximin 121 mit unterschiedliche

em Erwärmen auf Raum

Stunden konnte das gewünschte phosphanylierte Sulfoximin 112 nach flash-säulenchroma-tographischer Aufreinigung mit einer Ausbeute von unbefriedigenden 31% erhalten werden.

Das ¹H-NMR-Spektrum des Liganden 112 entsprach den Erwartungen. In einem ³¹ P-NMR-Spektrum erkannte man lediglich ein breites Singulett bei 14.3 ppm (referenziert gegen 85%

N

OH

10 121

1) NEt₃ 2) MsOMs

> 95%

S O N

OMs

DCM0 °C

O S N

OMs

121 112

BH₃

LiPPh₂ BH₃

THF O

S N

PPh₂

-78 °C auf RT 31%

KPPh₂ BH₃ THF

90%

RT

A

B

62

H3PO4), welches im erwarteten Verschiebungsbereich für Alkylphosphane lag.^[92] Die Verbreiterung ist wiederum auf die direkte Nachbarschaft des Bor-Atoms zurückzuführen.

In Folgeversuchen zur Verbesserung der Ausbeute stellte sich die Herstellung des Lithium-dip

ichtchromatographischer Kontrolle oh

ie Herstellung des Liganden epi-112 erfolgte nach den, ausgehend von Methylsulfoximin 10

henylphosphid-Boran-Komplexes als wenig reproduzierbar heraus. Somit wurden in der Qualität dieses Phosphanierungsreagenzes als auch in dessen Reaktivität mögliche Ursachen für die erhaltene schlechte Ausbeute gesehen. Im Folgenden wurde versucht, Sulfoximin 121 mit Kaliumdiphenylphosphid-Boran-Komplex umzusetzen (Weg B, Schema 4.10). Dieser Komplex ließ sich durch Umsetzung von Diphenylphosphan-Boran-Komplex mit tert-butylat sehr einfach herstellen. Nachdem man zu einer farblosen Suspension von Kalium-tert-butylat in THF Diphenylphosphan-Boran-Komplex gab, beobachtete man einen Farbum-schlag nach gelb, der sich rasch wieder entfärbte. Nach einer Stunde Rühren bei Raum-temperatur gab man das in THF gelöste mesylierte Methylsulfoximin 121 mittels einer Spritze langsam hinzu und rührte diese Reaktion für 12 Stunden.

Diese Bildungsreaktion von 112 verlief nach dünnsch

ne erkennbare Nebenprodukte. Nach flash-säulenchromatographischer Aufreinigung konnte das Produkt mit einer Ausbeute von 90% isoliert werden. Dabei ist zu betonen, dass diese Ausbeute bezogen auf eingesetztes Methylsulfoximin 10 (also über zwei Stufen) berechnet ist, da auf eine Aufreinigung nach dem Mesylierungsschritt verzichtet wurde! Durch diese Reaktionssequenz konnte somit ein sehr effizienter Zugang zu phosphanylierten Sulfoximinen gelegt werden. Ein Grund für den erheblich besseren Reaktionsverlauf der Reaktion mit Kalium-tert-butylat ist wahrscheinlich im Vorliegen eines vollständig getrennten Ionenpaares des Kaliumsalzes des Phosphid-Boran-Komplexes in der THF-Lösung zu sehen. Dies sollte somit ein wesentlich nucleophileres Anion darstellen.

D

, optimierten Reaktionsbedingungen auf analoge Weise. Verwendete man in der Mesylierungsreaktion das S-epimere Methylsulfoximin epi-10 als Edukt konnte, nach oben beschriebenem Protokoll, das geschützte Sulfoximin epi-121 erhalten werden, welches nach Umsetzung mit Kaliumdiphenylphosphid-Boran-Komplex in einer isolierten Ausbeute von 73% den gewünschten phosphanischen Liganden epi-112 bildete (Schema 4.11).

epi-121 epi-112

KPPh₂ BH₃

THF BH₃

PPh₂ 73%

RT

O S N

OMs

O S N

Schema 4.11: Umsetzung von mesyliertem Methylsulfoximin epi-121 mit Kaliumdiphenylphos-phid-Boran-Komplex.

Sowohl Ligand 112 als auch epi-112 wurden als kristalline, farblose Festkörper erhalten, von denen Einkristallstruktur-Analysen angefertigt werden konnten (Abbildung 4.3).

112

BH₃ O

S N

PPh₂

epi-112 BH₃ PPh₂ O

S N

Abbildung 4.3: Kristallstrukturen und Strukturformeln der S-epimeren Liganden 112 und epi-112.

Schwarz: Kohlenstoff; rot: Sauerstoff; blau: Stickstoff; gelb: Schwefel; grün:

Phosphor; orange: Bor.

Die Kristallstrukturen unterscheiden sich deutlich voneinander. Dabei ist der dramatische Unterschied in den NCCP-Torsionswinkeln hervorzuheben: Im Falle von 112 beträgt dieser 76 °, für epi-112 175 °. In dieser Form sollte Ligand 112 besser zu einer MetallKoordination befähigt sein, als Ligand epi-112. Ein Rückschluss auf das Koordinationsverhalten in Lösung ist daraus aber nur schwierig abzuleiten.

63

Im Dokument C1- und C2-symmetrische Sulfoximine als Liganden für die asymmetrische mono- und heterobimetallische Katalyse (Seite 88-94)