Aminosäuren helfen Palladium
Auch wenn Kohlenwasserstoffe in der chemischen Industrie der wichtigste Ausgangsstoff sind, gilt die C(sp3)-H-Verbindung in komplexen Molekülen nicht als funktionelle Gruppe. Trotz der geringen Reaktivität und hohen thermodynamischen Stabilität waren Forscher bei der C(sp3)-H-Verbindungsfunktionalisierung erfolgreich. Die selektive Funktionalisierung einer spezifischen C(sp3)-H-Verbindung ohne Unterstützung durch eine Steuerungsgruppe stellt im Bereich der organischen Synthetisierung den neuesten Stand der Technik dar. Dies war auch das Ziel des Projekts ENAFUNTRAMECAT (Remote enantioselective functionalization of C-H bonds in saturated nitrogen heterocycles). Trotz umfangreicher Forschungsmaßnahmen, die bislang der Entwicklung effektiverer Steuerungsgruppen gewidmet waren, schränkte die stöchiometrische Installation und Entfernung deren Effizienz ein. Das ENAFUNTRAMECAT-Team entdeckte eine transiente Steuerungsgruppe in Aminosäurereagenzien, die umkehrbar mit zyklischen Aminen reagiert. In Zuge einer Reihe von Experimenten schritt in der Gegenwart eines Palladiumkatalysators und einer katalytischen Menge an Aminosäure die Arylierung und Alkylierung einer Vielzahl zyklischer Amine in den β-, γ- und δ-Positionen fort. Die Machbarkeit, enantioselektive C(sp3)-H-Aktivierungsreaktionen zu erreichen, wurde ebenfalls demonstriert. Umfassende Sätze von Reaktionsparametern (Katalysator, Oxidant, Lösungsmittel und Temperatur) wurden untersucht, um die optimalen Bedingungen zu identifizieren, die eine hohe Enantioselektivität sicherstellen. Das erstellte Protokoll wurde auf eine Verwendung mit chiralen Aminosäuren für eine regioselektive und diastereoselektiv arylierte Produktverarbreitung erweitert. Aminosäurederivate kommen in biologisch relevanten Molekülen häufig vor und sind daher im Bereich der medizinischen Chemie von Bedeutung. Es wird damit gerechnet, dass die ENAFUNTRAMECAT-Resultate den Weg für effizientere Methoden zur Anwendung einer direkten C(sp3)-H-Verbindungsaktivierung und zur Etablierung dieses Umwandlungsprozesses als zentralem Bestandteil in dem Werkzeugkoffer von Chemikern ebnen werden.
Schlüsselbegriffe
Aminosäuren, Palladium, C-H-Verbindungen, Kohlenwasserstoffe, Verbindungsfunktionalisierung, ENAFUNTRAMECAT