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KOBRA - Dokumentenserver der Universität Kassel  → Fachbereiche  → FB 10 / Mathematik und Naturwissenschaften  → Institut für Chemie  → Arbeitsgruppe Organische Chemie  → Dissertationen 

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Title: Zur Synthese von alpha-Aminoaldehyden und Aminosäuren mit alpha-quartären Zentren durch Aziridinierung funktionalisierter Olefine
Authors: Flock, Susanne
???metadata.dc.subject.ddc???: 540 - Chemie (Chemistry and allied sciences)
Issue Date: 19-Jul-2004
Publisher: FB 18, Naturwissenschaften, Institut für Chemie, Arbeitsgruppe Organische Chemie
Abstract: Ziel dieser Arbeit war, durch Aziridinierung homochiraler 5-Methyl-4H-1,3-dioxinen eine neue Methode zur Synthese von alpha-Aminoaldehyden und den ableitbaren Aminosäuren mit alpha-quartären Zentren zu entwickeln. Die chiralen 5-Methyl-4H-1,3-dioxine sind mit hohen Enantiomerenüberschüssen durch asymmetrische Doppelbindungsisomerisierung von 5-Methylen-1,3-dioxanen zugänglich. Die Metall-katalysierte Aziridinierung der 5-Methyl-4H-1,3-dioxine mit der Nitrenquelle (N-Tosylimino)phenyliodinan führte direkt zu N-Tosyl-geschützen 4-Methyl-1,3-oxazolidin-4-carbaldehyden. Vermutlich über ein Aziridin als nicht isolierbare Zwischenstufe werden über eine Ringöffnungs-/Ringverengungsreaktion die Oxazolidinderivate gebildet, vorzugsweise in Gegenwart von Cu(I)-Katalysatoren, während die Rhodium-katalysierte Reaktion ausschließlich zu Insertionsprodukten führt. In der Cu-katalysierten Aziridinierung ist das Verhältnis von Aziridinierung/Insertion abhängig von der Katalysatorkonzentration. Die Aziridinierung mit N-(p-Nitrobenzolsulfonyl)- und N-(Trimethylsilylethylsulfonyl)- substituierten Nitrenquellen führt zu Oxazolidinderivaten mit leichter abspaltbaren Schutzgruppen. Diese Nitrenquellen können in situ aus den korrespondierenden Sulfonamiden mit Iodosobenzol dargestellt werden. Bei dem Einsatz homochiraler 4H-1,3-Dioxine ist Erhalt der Stereoinformation abhängig vom Substituenten in 2-Position der Dioxine sowie von der Polarität des Lösungsmittels. Die höchsten Selektivitäten wurden in tert-Butylmethylether erzielt. In Falle des 2-tert-Butyl-4-methyl-3-(toluol-4-sulfonyl)-1,3-oxazolidin-4-carbaldehyds kristallisiert das Hauptdiastereomer in enantiomerenreiner Form. Die Absolutkonfiguration wurde durch Röntgenkristallstrukturanalyse ermittelt. Das Anwendungspotential dieser neuen Methode konnte durch Überführen der Serinale in Aminoalkohole und alpha-Methylserin-Derivate sowie in der Synthese der unnatürlichen Aminosäure alpha-Vinylalanin gezeigt werden.Subject of this dissertation was to develop a new methodology for the synthesis of amino aldehydes and hence the synthesis of amino acids bearing a quarternary chiral center by aziridination of homochiral 5-methyl-4H-1,3-dioxins. These chiral building blocks are readily available in high enantiomeric excess by asymmetric double-bond isomerization of 5-methylene-1,3-dioxanes. Metal-induced aziridination of 5-methyl-4H-1,3-dioxins with nitrenes generated from (N- tosylimino)phenyliodinane directly led to N-tosyl-protected 4-methyl-1,3-oxazolidin-4-carbaldehydes. It is assumed, that the reaction proceeds via the intermediate formation of aziridines, which immediately undergoe ring opening/ring contraction reaction to give five-membered rings. It has been shown, that the course of the aziridination reaction strongly depends on the catalyst. Oxazolidine derivatives are preferentially formed in the presence of Cu(I) catalysts, whereas Rh-catalyzed reactions exclusively led to insertion products. Using Cu(I) catalysts, the aziridination/insertion ratio depends on the catalyst concentration. Aziridination with N-(p-nitrobenzenesulfonyl)- and N-(trimethylsilylethylsulfonyl)- substituted nitrene precursors leads to oxazolidin-4-carbaldehydes comprising more easily removable N-protecting groups. These Iodinanes are prepared in situ by oxidation of the corresponding sulfonamide with iodosobenzene. By using homochiral 4H-1,3-dioxins, the stereochemical course depends on the substituent in the 2-position and on the solvent polarity. The highest selectivities have been obtained in tert-butylmethyl ether. In the case of 2-tert-butyl-4-methyl-3-(toluol-4-sulfonyl)-1,3-oxazolidin-4-carbaldehyde, the main diastereomer crystallizes in an enantiomerically pure form. The absolute configuration of this diastereomer was assigned by X-ray crystallography. The applicability of the new method has been demonstrated by transformation of the serinal derivatives into amino alcohol and alpha-methylserine derivates and by the synthesis of the unnatural amino acid alpha-vinylalanine.
URI: urn:nbn:de:hebis:34-1146
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