![Title: Vergleich einer [Ni]- und [Pd]-katalysierten Suzuki-Kupplung. Untersuchung der E/Z-Selektivität einer Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktion und Bestimmung der Enantiomerenreinheit einer Asymmetrischen Sharpless Dihydroxylierung](https://cdn.openpublishing.com/thumbnail/products/1497981/large.webp)
Das Protokoll behandelt eine Reihe von chemischen Synthesen, die im Rahmen eines Praktikums durchgeführt wurden. Zentrale Themen sind die Untersuchung einer [Ni]- und [Pd]-katalysierten Suzuki-Kupplung, die E/Z-Selektivität einer anschließenden Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktion und die Bestimmung der Enantiomerenreinheit nach einer asymmetrischen Sharpless-Dihydroxylierung.
Ziel des Projekts war es einen Vergleich zwischen einer Palladium- und Nickel-katalysierten Suzuki- Kupplung zu ziehen. Als Vergleichsreaktion wurde für das Projekt eine Suzuki-Kupplung mit 4-Brombenzaldehyd und 3-Methoxycarbonylphenylboronsäure gewählt, die einmal mit Palladium(II)-acetat und einmal mit NiBr(Mes)(dppe) als Katalysator durchgeführt. Der Nickel-Katalysator wurde dabei selbst hergestellt und der Palladium-Katalysator wurde von einem Chemikalienhändler bezogen. Ziel bei dem Vergleich ist es die Reaktionen bezüglich Arbeitssicherheit, Reinheit und Ausbeute zu untersuchen und ein Fazit zu ziehen, welcher Katalysator objektiv gesehen der bessere, bezogen auf zuvor genannte Punkte, ist.
Im Weiteren wurde mit dem Produkt der Suzuki-Kupplung eine HWE-Reaktion durchgeführt. Um die HWE-Reaktion durchzuführen wurde in einer Michaelis-Arbuzov-Reaktion ein entsprechender Reaktionspartner gebildet. Ziel der Synthese war es die E/Z-Selektivität dieser HWE-Reaktion zu untersuchen.
Das entstandene Enoat wurde daraufhin in einer SAD zum entsprechenden (2S, 3R)-Diol umgesetzt. Dazu wurde der kommerziell erhältliche AD-Mix-β verwendet. Ziel der beschriebenen Synthese war es, das Diastereomerenverhältnis (dr) durch NMR, sowie den Enantiomerenüberschuss (ee) durch chirale Derivatisierung und NMR, der durchgeführten SAD zu bestimmen und zu bewerten.
Das Protokoll umfasst eine detaillierte Beschreibung der experimentellen Durchführung, inklusive Syntheseschritte, Analytik und Diskussion der Ergebnisse. Es liefert umfassende Einblicke in die Anwendung moderner katalytischer Methoden in der organischen Synthese und deren analytische Bewertung.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einleitung
- 2. Zielsetzung
- 3. Experimenteller Teil
- 1. Synthese von Dibrom-bis-(triphenylphosphin)nickel(II)
- 2. Synthese und Titration von Mesitylmagnesiumbromid
- 3. Synthese von trans-[NiBr(Mes)(PPh3)2]
- 4. Synthese von [NiBr(Mes)(dppe)]
- 5. Synthese des Benzaldehyds 9 über eine [Ni]-katalysierte Suzuki-Kupplung
- 6. Synthese des Benzaldehyds 9 über eine [Pd]-katalysierte Suzuki-Kupplung
- 7. Synthese von Triethylphosphonoacetat durch eine Michaelis-Arbuzov-Reaktion
- 8. Synthese des Enoats 12 durch eine HWE-Reaktion
- 9. Synthese des Diols (-)-13b durch eine asymmetrische Sharpless-Dihydroxylierung
- 10. Bestimmung des Enantiomerenüberschusses (ee) des Diols (-)-13a durch chirale Derivatisierung
- 4. Ergebnisse und Diskussion
- 1. Synthese 1: Dibrom-bis-(triphenylphosphin) nickel(II)
- 2. Synthese 2: Mesitylmagnesium bromid
- 3. Synthese 3: trans-NiBr(Mes)(PPh3)2
- 4. Synthese 4: [NiBr(Mes)(dppe)]
- 5. Synthese 5: Benzaldehyd 9 durch [Ni]-katalysierte Suzuki-Kupplung
- 6. Synthese 6: Benzaldehyd 9 durch [Pd]-katalysierte Suzuki-Kupplung und Vergleich
- 7. Synthese 7: Triethylphosphonoacetat
- 8. Synthese 8: Enoat 12 durch eine HWE-Reaktion
- 9. Synthese 9: Diol (-)-13b durch SAD
- 10. Enantiomerenüberschuss (ee) des Diols (-)-13a
- 11. Fazit des Projekts
- 5. Protokollfragen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit untersucht den Vergleich einer Nickel- und Palladium-katalysierten Suzuki-Kupplung, die E/Z-Selektivität einer nachfolgenden Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktion und die Bestimmung der Enantiomerenreinheit einer anschließenden asymmetrischen Sharpless-Dihydroxylierung. Die Zielsetzung besteht in der Synthese und Charakterisierung verschiedener Nickelkomplexe sowie deren Anwendung in der organischen Synthese.
- Vergleich der Katalysatoraktivität von Nickel und Palladium in der Suzuki-Kupplung
- Untersuchung der Stereoselektivität der Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktion
- Bestimmung der Enantiomerenreinheit durch chirale Derivatisierung
- Synthese und Charakterisierung von Nickelkomplexen
- Anwendung verschiedener spektroskopischer Methoden zur Charakterisierung der synthetisierten Verbindungen
Zusammenfassung der Kapitel
Kapitel 1 dient als Einleitung. Der experimentelle Teil (Kapitel 3) beschreibt detailliert die Synthese verschiedener Nickelkomplexe und die Durchführung der genannten Kupplungs- und Reaktionen. Die Ergebnisse und Diskussion (Kapitel 4) befassen sich mit den Ausbeuten, der Charakterisierung der Zwischen- und Endprodukte sowie mit dem Vergleich der Nickel- und Palladiumkatalyse in der Suzuki-Kupplung. Die Protokollfragen (Kapitel 5) vertiefen das Verständnis der zugrundeliegenden Reaktionsmechanismen.
Schlüsselwörter
Nickel-Katalyse, Palladium-Katalyse, Suzuki-Kupplung, Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktion, Asymmetrische Sharpless-Dihydroxylierung, Enantiomerenüberschuss, Stereoselektivität, Synthese von Nickelkomplexen, spektroskopische Charakterisierung.
- Quote paper
- Jesse Stellmach (Author), 2022, Vergleich einer [Ni]- und [Pd]-katalysierten Suzuki-Kupplung. Untersuchung der E/Z-Selektivität einer Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktion und Bestimmung der Enantiomerenreinheit einer Asymmetrischen Sharpless Dihydroxylierung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1497981
