Enantioselective catalysis, XVIII [1] the influence of non-coordinated stereocenters on the enantioselective hydrogenation

Article abstract of DOI:10.1515/znb-1998-0213

3,4-Bis{[2-(methyl-phenyl-oxophosphanyl)-ethyl]phenyl-phosphanyl} pyrrolidines have been synthesized by Michael Addition from the corresponding methyl-phenyl-vinyl-phosphane oxides and 3,4-bis(phenylphosphino)pyrrolidines. For purification of the ligands palladium complexes were used and with the enantiomerically pure ligands Rh complexes have been prepared. The catalyst has 6 stereogenic centers. In the hydrogenation of Z-α-acetamidocinnamic acid all six stereogenic centers have an influence on the enantioselectivity. The influence is strongest from the C stereocenters of the pyrrolidine ring. Less important are the stereogenic centers on the coordinated P atoms. The influence of the stereocenters on the non-coordinated P=O groups is the least, but it is not negligible. The ee values obtained with the ligands containing P=O groups are much lower than those obtained with ligands which are substituted only with aryl groups. Ketones are hydrogenated with only low ee's.

Full text of DOI:10.1515/znb-1998-0213

Enantioselektive Katalyse, XVIII [1]
Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren auf die enantioselektive
Hydrierung
Enantioselective Catalysis, XVIII [1]
The Influence of Non-Coordinated Stereocenters on the Enantioselective Hydrogenation
Ulrich Nagel*, Christoph Roller
Institut für Anorganische Chemie der Universität Tübingen,
Auf der Morgenstelle 18, D-72076 Tübingen,
Telefax: Int. + 7071/29-5603, e-mail: ulrich.nagel@uni-tuebingen.de
Z. Naturforsch. 53 b, 211-223 (1998); eingegangen am 10. Oktober 1997
Enantioselective Hydrogenation, Chiral Phosphane Oxides, Z-a-Acetamidocinnamic Acid, Ke-
tones, Rhodium Catalyst
3,4-Bis{[2-(methyl-phenyl-oxophosphanyl)-ethyl]phenyl-phosphanyl}pyrrolidines have be-
en synthesized by Michael Addition from the corresponding methyl-phenyl-vinyl-phosphane
oxides and 3,4-bis(phenylphosphino)pyrrolidines. For purification of the ligands palladium
complexes were used and with the enantiomerically pure ligands Rh complexes have been pre-
pared. The catalyst has 6 stereogenic centers. In the hydrogenation of Z-ct-acetamidocinnamic
acid all six stereogenic centers have an influence on the enantioselectivity. The influence is
strongest from the C stereocenters of the pyrrolidine ring. Less important are the stereogenic
centers on the coordinated P atoms. The influence of the stereocenters on the non-coordinated
P=0 groups is the least, but it is not negligible. The ee values obtained with the ligands contai-
ning P=0 groups are much lower than those obtained with ligands which are substituted only
with aryl groups. Ketones are hydrogenated with only low ee's.
Als chirale Liganden, die an Rhodium komple-
xiert prochirale Substrate mit hohen Enantiome-
renüberschüssen enantioselektiv hydrieren, haben
sich Bisphosphane besonders bewährt. Während die
stereogenen Zentren bei den meisten Liganden ent-
weder nur im Kohlenstoffgerüst oder nur an den
Phosphoratomen lokalisiert sind, sind für Liganden,
die sowohl im Gerüst als auch anden P-Atomen Ste-
1a, 1b, 1c
P(,S)
2a, 2b, 2c P(Ä)
reozentren enthalten, nur wenige Beispiele bekannt
[2 - 6]. Mit dieser Publikation stellen wir enan-
tiomerenreine Liganden 1, 2 vor, die insgesamt 6
Stereozentren enthalten. Zwei dieser Stereozentren
in Form einer Oxophosphanylgruppe sind über ei-
ne Ethylenbrücke mit dem Grundgerüst verknüpft.
Alle vier P-Atome des Liganden sind also Stereo-
zentren.
Abb. 1. Die Buchstaben a, b, c bezeichnen in der Formel
nicht unterscheidbare Stereoisomere an den P-Atomen.
Boc: rerr.-Butoxycarbonyl.
eine Verringerung der Enantioselektivität ge-
genüber Liganden, die zwei Arylgruppen je Phos-
phoratom enthalten, in Kauf genommen werden
[1,7].
Diese Liganden erlauben es, den Einfluß zu un-
tersuchen, den eine weitere chirale, nicht koordi-
nierende nucleophile Gruppe auf den Katalysezy-
klus und damit auf den ee-Wert ausübt. Dabei muß
Füreine /?,/?-Konfiguration im Pyrrolidinring von
1 und 2 ergeben sich 10 mögliche Isomere. Um die
Zahl der Isomere auf 3 zu verringern und damit de-
ren vollständige Trennung zu ermöglichen, müssen
enantiomerenreine Vinylphosphanoxide eingesetzt
werden.
* Sonderdruckanforderungen an Prof. Dr. U. Nagel.
0939-5075/98/0200-0211 $ 06.00 (c) 1998 Verlag der Zeitschrift für Naturforschung. All rights reserved.
K
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212
U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
CI
OnBu
h
Ph
/r-BuOH
VinylMgBr
< o > - <
/
p ^ R h ^ - p
/
R
Ph
a: Konfiguration
Ph
H
Synthese nach Pietrusiewicz
BrCH2COO(-)Men
SRRS
[P(R,S)]
<jc= ^j>— P- CH2COO(-)Men
'Ph
R
° VV ,.CH,COO(-)Men
P'
b: Konfiguration RRRR
Mutterlauge
(zähes Öl)
h
R
4 P(S)
/
p ^ R h - ^ p
LiCI, DMSO
160°C
/
Ph
^ P h
H
3
\
c: Konfiguration SRRR
Me
: (-)Men
.Me
° * D''*
Abb. 2. Räumliche Anordnung der Phenylgruppen der
Palladiumkomplexe 8a - c und 9a - c (R = -(C H 2)2~
POMePh). Zur genauen stereochemischen Beschreibung
siehe Lit. [7],
3 P(S)
Abb. 3. Synthese von P(5)-(-) (3) und P(/?)-(+)-
Methylphenylvinylphosphanoxid (6).
Darstellung der Liganden, der Palladiumkomple-
xe und deren Trennung
Die Synthese von P(/?)-(+)-Methylphenylvinyl-
phosphanoxid 6 erfolgt analog. Es wird nur ent-
sprechend vom (+)-Bromessigsäurementhylbromid
ausgegangen. Da die Konfiguration aller drei chi-
ralen Zentren beim (-i-)-Menthol gegenüber dem
(-)-Menthol invertiert ist, sind die Produkte der ver-
schiedenen Ansätze Enantiomerenpaare mit glei-
chen physikalischen Eigenschaften. 7 wird nach Li-
teratur [2] dargestellt.
P(5')-(-)-Methylphenylvinylphosphanoxid 3 wur-
de von Pietrusiewicz [8] ausgehend von Dichlor-
phenylphosphan nach dem in Abb. 3 gezeigten
Schema dargestellt. Nach den in der Lit. [9] an-
gegebenen Reaktionsbedingungen erhält man bei
der Einführung der Menthylacetatgruppe durch
Arbuzov-Reaktion allerdings nicht das erhoffte Pro-
dukt, sondern wie durch NMR-Spektren gezeigt,
dessen Polymere. Nach Rücksprache mit Herrn
Prof. K. M. Pietrusiewicz wurde die Vorschrift ab-
geändert.
Michael-Additionen an [P(R ,S),3R ,4R ,P'(R ^S)]-1-
(te/?.-Butoxycarbonyl)-3,4-bis(phenylphos-
phanyl)pyrrolidin (7)
Bei der Reaktion mit BrCH2COO(-)Men fällt 4
rein aus, die Mutterlauge enthält P(R)-(-)-(Menth-
oxycarbonylmethyl)phenylvinylphosphanoxid 4'
und die Restmenge 4.
Vinylphosphanoxide zeigen eine zu geringe Akti-
vität gegenüber 7, deshalb muß durch Einsatz eines
Phosphids die Reaktion erzwungen werden. Dies
erreicht man mit einer starken und zugleich sper-
rigen Base, um eine mögliche Addition der Base
an das Vinylphosphanoxid zu verhindern [10]. Als
gutes Lösungsmittel stellte sich THF heraus.
Wie die separierten Signale der POCH2CO-
Gruppe in Benzol-d6 im 250 MHz 'H-Spektrum
zeigen, liegen im Reaktionsgemisch vor der Kri-
stallisation die zwei möglichen Diastereomere im
Die Umsetzung von 7 mit der doppelt molaren
Verhältnis 38% 4 und 62% 4' vor. Bei den da- Menge an Vinylphosphanoxid bei RT in THF mit
zu enantiomeren Verbindungen 5 und 5‘ beträgt
das Verhältnis 41% zu 59%. Dies zeigt, daß leider
das jeweils nicht auskristallisierende Diastereomer
begünstigt wird, was die insgesamt schlechten Aus-
beuten der Synthese erklärt.
ca. 1% Kalium-terf.-Butanolat ergibt bereits nach
zwei Stunden eine vollständige Reaktion. Spuren
von Wasser in den hygroskopischen Vinylphos-
phanoxiden können dabei die Reaktion völlig un-
terbinden. Abhilfe schafft eine sukzessive Zugabe
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U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
213
B O C -N
B O C -N
1% K-tert.Butylat, THF
R, = Me, R2 = Ph P(S)
R, = Ph, Rj = Me P(R)
1 und 2
Abb. 4. Michael-Addition von 3 und 6
mit 7.
1. Na,PdCL
2. Nal
B O C -N
B O C-N
Abb. 5. Komplexierung der Diastereome-
rengemische la, lb, lc bzw. 2a, 2b, 2c zu
den Pd-Komplexen 8a, 8b, 8c bzw. 9a,
9b, 9c.
8a, 8b, 8c P(S)
R., = Me, R2= Ph P(S) 1a, b, c
R, = Ph, R2= Me P(R) 2a, b, c
9a, 9b, 9c P(R)
einiger Krümel elementaren Kaliums bis zur
bleibenden, schwach gelben Färbung der Phos-
phidlösung. Die Produkte 1 oder 2 fallen nach Auf-
arbeitung mit Dichlormethan/Wasser/Zitronensäure
praktisch quantitativ und ohne Nebenprodukte an,
so daß sie ohne Reinigung weiter umgesetzt werden
können.
Katalysatoren verwendeten Rhodiumkomplexe
10b, 10c und 11b, 11c überführt.
Diskussion der Phosphor-NMR-Spektren
Wegen der Rotationshinderung der NCO-Amid-
Bindung der Boc-Gruppe sind Verbindungen des
Typs a oder b C{-symmetrisch. Für die Pd-Kom-
plexe erhält man ein ABCD- und für die freien
Liganden ein ABXY-Spinsystem. Bei Verbindun-
gen des Typs c, die auch ohne die Boc-Gruppe CY-
symmetrisch sind, erhält man für die Pd-Komplexe
zwei ABCD- und für die freien Liganden zwei
ABXY-Spinsysteme. Während die chemischen Ver-
schiebungen 6j und 62 der Pd-Komplexe der Ver-
bindungen a und b für die koordinierten Phosphor-
atome um 6 = 41 detektiert werden, erhält man für
die Phosphanoxidatome einen Wert um 6 = 35. Bei
den Verbindungen c erhält man für die koordinierten
Phosphoratome 6 = 46 und für die Phosphanoxid-
atome 6 = 39.
Die luftinstabilen Phosphane werden mit Na2
PdCl4 und Nal in ihre farbigen und luftstabilen
Komplexe 8 oder 9 überführt.
Über Mitteldruckchromatographie können die
Isomere der Komplexe 8a, b, c und 9a, b, c rein
erhalten werden. Sowohl 8 als auch 9 werden in der
Reihenfolge b, a, c eluiert. 8a und 9a sind nur in
wenigen Prozent Anteil enthalten und wurden nicht
weiter umgesetzt.
Darstellung der Katalysatoren
Aus den getrennten Palladiumkomplexen 8b, 8c
und 9b, 9c werden durch Zugabe von KCN im
Überschuß die stabilen Tetracyanopalladate gebil-
det und die Phosphane 6b, 6c und 7b, 7c freigesetzt.
Die Abspaltung dauert ungefähr 12 Stunden. Je-
der der Liganden wird in Methanol gelöst und bei
-60°C durch Zugabe von [(COD)2Rh]BF4 in die als
Für die freien Liganden erhält man bei den Ver-
bindungen b für die inneren Phosphoratome 6 = -17
bis -13 und für die Verbindungen c 6 = -16. Für die
äußeren Phosphanoxidatome erhält man 6 = 35 -4 4
für b und <5= 35 für c.
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214
U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
Tab. I. Isotrope31 P-NMR-Verschiebungen (6-Werte) und Kopplungskonstanten [Hz] der Verbindungenlal in Methanol,
- IbI in Methylenchlorid (-30°C), - [c| in Aceton. - Die Verschiebungen wurden durch Simulation der Spektren mit dem
Programm NMRSIM von T. Forrest erhalten. - Aufgrund schlecht aufgelöster Multipletts konnten in einigen Fällen
keine genauen Werte bestimmt werden.
Verbindung
<5j
<§2
63
64
Jp—p‘
Jp(0 )—p
Jp(0 )—p'
l b [a]
2b[b]
2c[bl
8a |l!
9b
-13.53
-18.77
-
ca. 40.7
ca. 41.7
-13.43
-17.37
-
ca. 40.9
ca. 41.8
44.3
-
35.57
ca. 35.3
ca. 35.0
44.5
-
36.93
ca. 35.9
ca. 35.4
10.5
13.9
-
ca. 21.7
ca. 21.0
0.3
42
11.7
ca. 55.7
ca. 49
9.7
ca. 55.7
ca. 49
Eine Temperaturabhängigkeit der Reaktionsge-
schwindigkeit ist deutlich feststellbar. Die Reak-
tionsgeschwindigkeit liegt bei 50°C um den Fak-
tor 10 höher als bei 25°C. Eine Druckabhängigkeit
läßt sich kaum feststellen, bei 75 bar ist die Hy-
drierung etwas schneller als bei 25 bar. Die Enan-
tioselektion hängt kaum von der Temperatur oder
vom Druck ab. Alle Isomere dirigieren nach S wie
es die Quadrantenregel [11] erwarten läßt. Die im
Gerüst C2-symmetrischen Katalysatoren 10b und
11b erzielen bei allen Druck- und Temperaturva-
riationen immer einen deutlich höheren ee als 10c
und 11c. Das läßt sich mit einem im Vergleich zu
den P=0-Gruppen höheren Beitrag der koordinie-
renden P-Stereozentren erklären. Der Einfluß der
P=0-Gruppen ist dennoch deutlich zu erkennen.
Die S-Konfiguration gibt höhere ee-Werte als die
^-Konfiguration. Dies gilt für jede einzelne Kon-
figuration an den koordinierenden P-Atomen und
eine /?,/?-Konfiguration im Pyrrolidinring. Obschon
die P=0-Gruppen wahrscheinlich nicht in den Kata-
lysezyklus eingreifen, üben sie aufgrund der unter-
schiedlichen sterischen Orientierung einen Einfluß
auf den Übergangszustand und damit auf den ee
aus. Benutzt man als Maß für die Enantioselekti-
on ln(/?-Produkt/S-Produkt), ein Maß, das der Dif-
ferenz der freien Aktivierungsenergie Z\zAG# pro-
portional ist, hat man den Eindruck, daß bei fest-
liegender Konfiguration der C-Atome der Einfluß
der anderen Stereozentren in grober Näherung ad-
ditiv ist. Dabei ist der Einfluß der koordinierenden
P-Atome auf die Enantioselektion etwa eineinhalb-
fach größer als der der P=0-Gruppen. Zusammen-
fassend ergibt sich folgende Reihenfolge des Ein-
flusses der 6 Stereozentren im Liganden auf die
Enantioselektion der Katalyse. Den stärksten Ein-
fluß haben die C-Stereozentren im Pyrrolidinring
[6]. Dann folgen die koordinierten P-Stereozentren.
8b. 8c
9b, 9c
R, = Me, R2 = Ph P(S) 10b, 10c
R, = Ph, R2 = Me P(R) 11b, 11c
Abb. 6. Darstellung der enantiomerenreinen Rhodium-
komplexe 10b, 10c und 11b, 11c aus den optisch reinen
Palladiumkomplexen.
Aufgrund der schlechten Löslichkeit der Rh-
Komplexe sind die ^Pj'Hj-NMR-Spektren stark
verrauscht und es lassen sich nur Multipletts able-
sen.
Röntgenstrukturanalyse
Die Röntgenstrukturanalysen beweisen die abso-
lute Konfiguration und zeigen die nichtkoordinier-
ten Oxophosphanylgruppen.
Katalyse
10b und 11b bzw. 10c und 11c unterscheiden
sich untereinander nur in der unterschiedlichen
Konfiguration an den oxidierten P-Atomen, die
nicht koordinieren. Dagegen unterscheiden sich 10b
und 10c bzw. 11b und 11c durch die Konfigu-
ration der koordinierten P-Atome. Um diese un-
terschiedlichen Randbedingungen hinsichtlich ih-
rer unterschiedlichen Auswirkungen auf den ee -
Wert zu testen, verwendeten wir als Substrate Z-a-
Acetamidozimtsäure (AAZ), Pinakolin, Ketopanto-
lacton und Methylphenylglyoxylat.
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U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
215
C24
Den geringsten, aber immer noch deutlich sicht-
baren Einfluß haben die P=0-Gruppen. Vergleicht
man die P=0-Gruppen-haltigen Liganden mit 3,4-
Bis-(methylphenylphosphino)pyrrolidin [2, 3], 3,4-
Bis(diphenylphosphino)pyrrolidin [12] oder 3,4-
Bis(anisylphenylphosphino)pyrrolidin [6], so läßt
sich feststellen, daß für das Substrat AAZ die [2-
(Methyl-phenyl-oxophosphanyl)ethyl]-Gruppe und
die Methyl-Gruppe im Liganden einen deutlich
schlechteren ee induzieren als eine Arylgruppe.
Arylgruppen als rigide Gruppen schränken die Frei-
heitsgrade im Übergangszustand erheblich ein und
sind folglich günstiger für den ee.
Ketone hingegen werden deutlich schlechter hy-
driert als AAZ. Es werden generell nur sehr niedri-
ge ee erzielt. Salzzusätze beeinflussen den ee kaum.
Am Beispiel des Methylphenylglyoxylats läßt sich
kein Einfluß der unterschiedlichen Konfiguration
der Phosphanoxidatome auf den ee nachweisen.
Der Einfluß der P=0-Gruppen kann deshalb nicht
besonders diskutiert werden. Wie bei der AAZ
Abb. 8. Moleküstruktur von 9b.
sind auch für Ketone als Substrat diejenigen 3,4-
Bisphosphinopyrrolidinliganden am besten geeig-
net, die zwei Arylgruppen direkt an jedes P-Atom
gebunden enthalten, z.B. 3,4-Bis[phenyl-(2,4,6-
trimethoxyphenyl)-phosphanyl]pyrrolidin [5].
freien Lösungsmitteln. Die Lösungsmittel wurden nach
den üblichen Methoden absolutiert und waren schutzgas-
gesättigt. Folgende Verbindungen wurden nach Litera-
turvorschriften hergestellt: (+)- und (-)-Bromessigsäure-
menthylester [13], n-Butoxyphenylchlorphosphan [14]
und fl-Butoxyphenylvinylphosphan [15].
Experimenteller Teil
Mikroelementaranalytische Bestimmung von Koh-
lenstoff, Wasserstoff und Stickstoff: Fa. Carlo Er-
Alle Arbeitsschritte erfolgten, wenn nicht anders an-
gegeben, unter Argon (Schlenkrohrtechnik) in wasser-
ba, Modell 1106.
- MS (FAB): Finnigan TSQ 70
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216
U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
Tab. II. Kristalldaten, Daten-
9b
Verbindung
8b
sammlung und Auswertung,
Summenformel
Molare Masse
Farbe, Form
Messtemperatur
Kristallgrösse (mm*mm*mm)
Kristallsystem
Raumgruppe
Elementarzelle
a [ Ä]
C,9 H54 I2NO? P4 Pd
li 32.92
orange, Nadel
-100°C
C40 H56Cl2 12 N 0 6 P4 Pd
1201.84
gelb, Quader
-100°C
0.40*0.40*0.50
monoklin
C2
Strukturanalyse [20] und Verfei-
nerung von 8b und 9b.
0.10*0.10*0.30
orthorhombisch
P2, 2, 2,
Definition:
P = (max(0.3333*F2,0)
+ 0.6667*F2);
W
SHELXTLV5.03 = [eXp(5.00
28.965(9)
9.340(3)
21.936(6)
121.94(2)
5036(3)
4
14.164(3)
16.324(3)
19.654(4)
* (sinö/A) )]/[<j2(Fo) +
17.86*P + (0.1037*P)2] für 8b;
b [A]
c [A]
ß n
W
SHELXTLV5.03 =
Zellvolumen [Ä
]
4544(2)
4
1.656
[exp(5.00 * (sinö/A)2)]/[a2(Fo)
+ (0.0383*P)2] für 9b.
Zahl der Formeleinh. /Zelle
Dichte (g ern-3)
1.585
Strahlung [Mo-KQ]
2#-Bereich
0.71073
8-50
0.71073
4-50
-34 < h < -5
-\0<k< 10
-19 < /< 26
14066
-16 < h < 16
0 < k < 19
-23 < /< 23
16564
Reflexe, gemessen
Reflexe, unabhängig
7027
8008
6954
Reflexe, beobachtet [I > 2cr(I)] 6197
0.041
0.037
^int
Parameter /Restraints
Flackparameter [ 18]
496/1
-0.02(3)
485/6
0.00(2)
Restelektronendichte (e*A -3) + 1.56, -0.99
+0.88, -0.63
0.0332
0.0788
Ri für [I > 2a(I)]
wR2 (auf F2)
0.0563
0.1445
Gerät
Siemens P4
P4, SHELXTL V5.03
Siemens P4
P4, SHELXTL V5.03
Programmsystem [19]
(Nitrobenzylalkohol, 70eV, 30°C). - IR: Bruker IFS 48
mit dem Computer Aspect 1000. - 'H-NMR: Bruker
AC 250 (250.13 MHz); int. Standard Lösungsmittel-
signal; 13C {'H }-N M R : Bruker AC 250 (62.9 MHz);
int. Standard Lösungsmittelsignal; 3iP{'H }-N M R : Bru-
ker WP 80 und AC 80 (32.39 und 32.44 MHz);
Raumtemperatur-Messungen (35°C) ext. Standard 85%
H3PO4 in D20, Tieftemperatur-Messungen (-30°C) ext.
Standard 1% H3P04 in [D6]Aceton; Bruker AC 250
(101.26 MHz), int. Standard deuteriertes Lösungsmittel-
signal. - Enantiomerenanalytik: GC: Chrompack, Modell
438 A. Detektor: FID (250°C), Split Injektor (250°C),
Splitverhältnis 1:80. - Kapillarsäule 1: Macherey-Nagel
Permabond L-Chirasil-Val® (50 m, 0.25 mm ID);
175°C isotherm, 1.4 bar H2 -Druck; Eichsubstanz: Aus
dem Racemat und einer Probe (S)-N-Acetylphenylalanin
(99.95% ee) hergestellt. - Kapillarsäule 2: Eigenanferti-
gung von AK Prof. V. Schurig Chirasil-Dex (20 m, 0.2
mm ID. 40% Selektor, Heptakis-(2,3,6-tri-0-methyl)-/?-
cyclodextrin). 50°C isotherm für Pinakolin, 0.53 bar H^-
Druck. - Kapillarsäule 3: Macherey-Nagel FS-LipodexR-
E (50 m. 0.25 mm ID. 0ctakis-(2,6-di-0-pentyl-3-0-
butyryl)-7 -cyclodextrin), 115°C isotherm für Methylphe-
nylglyoxylat und 160°C isotherm für Ketopantolacton,
1.2 bar H2-Druck. Datenerfassung und Auswertung mit
Software Fa. Kontron, Data-System 450-MT2, V 1.02 auf
IBM kompatiblem PC. - Kristallstrukturen: Einkristall-
diffraktometer P4 der Firma Siemens mit Tieftempera-
tureinrichtung.
P(S)-(-)-(Menthoxycarbonylmethyl)phenylvinylphos-
phanoxid [16] (4)
Zu 14.26
g
(51.5 mmol) (-)-Bromessigsäuremen-
(51.5 mmol) n-
thylester werden bei 100°C 10.7
g
Butoxyphenylvinylphosphan so zugetropft, daß die Tem-
peratur konstant bleibt. Danach wird 30 min. auf 115°C
erhitzt und ein schwaches Vakuum angelegt, um Butyl-
bromid abzuziehen und dadurch einen höheren Reakti-
onsumsatz zu erhalten. Man läßt auf 20°C abkühlen, gibt
50 ml Toluol dazu und zieht das Lösungsmittel weitge-
hend bis zur öligen Konsistenz ab. Man gibt 5 ml Tolu-
ol dazu und es fallen spontan weiße Kristalle aus. Man
läßt 2 d bei 20°C stehen, trennt den kristallinen Nieder-
schlag ab, wäscht mit wenig eiskaltem Toluol nach und
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U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
217
Tab. III. Ausgewählte Bindungslängen und Bindungswinkel von 8b und 9b.
8b
Pdl - P2
PI -C15
P2-C31
P3 - C23
P4 - C32
2.260(2)
1.812(10)
1.814(10)
1.808(10)
1.815(11)
Pdl - PI
PI -C16
P2-C2
P3-C17
P4 - C38
2.264(3)
1.815(9)
1.837(9)
1.809(9)
1.827(14)
Pdl -12
PI - C3
P 3 -0 3
P 4 -0 4
2.6314(12)
1.842(8)
1.486(7)
Pdl -II
2.6347(11)
P2 - C30
P3 - C24
P4 - C39
1.810(10)
1.807(13)
1.80(2)
1.469(10)
P2 - Pdl - PI
P2 - Pdl -11
C15 -P I -C16
173.64(7)
96.71(3)
109.7(4)
105.0(3)
109.2(4)
104.3(3)
106.5(5)
107.9(5)
102.7(7)
104.8(6)
122.8(6)
90.08(8)
P2 - Pdl -12
PI - Pdl -11
87.19(7)
PI - Pdl -12
12-Pdl -11
174.42(6)
106.6(5)
115.3(3)
106.8(5)
117.9(4)
113.7(6)
113.6(4)
114.1(9)
114.1(7)
112.5(5)
110.9(6)
86.44(6)
103.3(4)
116.0(3)
101.6(4)
115.8(3)
112.1(6)
102.3(6)
111.6(5)
108.5(7)
123.2(7)
C15-P1 - C3
C16-P1 - Pdl
C30 - P2 - C2
C31 - P2 - Pd 1
03 - P3 - C23
C 24-P3-C 17
04 - P4 - C32
C39 - P4 - C38
CI -C 2 -P 2
C16-P1 - C3
C3 - PI - Pdl
C31 -P 2 -C 2
C2 - P2 - Pdl
C24 - P3 - C23
C 23-P3-C 17
C39 - P4 - C32
C32 - P4 - C38
C 4-C 3-P1
- PI - Pdl
-P2-C31
C15
C30
C30 - P2 - Pdl
03 - P3 - C24
0 3 - P3-C17
0 4 - P4 - C39
0 4 - P4 - C38
C3 - C2-P2
C2 - C3 - PI
9b
Pdl - PI
PI -C15
P2 - C32
P3 - C23
P4 - C39
2.2736(15)
Pdl - P2
PI - C16
P2 - C3
P3 - C17
P4 - C33
2.260(2)
1.826(6)
1.830(5)
1.813(6)
1.806(6)
Pdl -12
2.6440(7)
P d l-11
P2-C30
P3-C24
P4-C40
2.6531(7)
1.811(5)
1.797(7)
1.775(7)
1.818(5)
1.825(6)
1.801(7)
1.803(6)
PI - C2
P3 -0 3
P 4 -0 4
1.836(6)
1.495(5)
1.490(4)
P2 - Pdl - PI
P2 - Pd 1-11
C 15-P1-C 16
C15-P1 - Pdl
C30 - P2 C32
C30 - P2 - Pdl
03 - P3 - C24
0 3 -P 3 -C 1 7
04 - P4 - C40
04 - P4 - C33
CI -C2 -P1
P2 -
PI -
173.65(4)
86.10(4)
95.24(2)
109.5(3)
106.3(2)
105.4(3)
103.9(2)
106.6(4)
106.4(3)
104.9(3)
106.8(3)
122.5(4)
88.09(5)
Pdl -12
Pdl -11
PI - Pdl -12
12-Pdl -11
90.56(4)
104.9(3)
114.6(2)
107.5(3)
118.5(2)
113.2(4)
111.3(3)
112.5(4)
112.0(3)
123.9(4)
109.9(4)
178.58(4)
106.9(2)
114.4(2)
103.7(2)
116.2(2)
112.2(3)
106.6(3)
113.6(3)
106.5(3)
109.1(4)
C15 -P I -C2
- PI - Pdl
C16-P1 - C2
C2-P1 - Pdl
C32 - P2 - C3
C3 - P2 - Pdl
C24 - P3 - C23
C23-P3-C17
C40 - P4 - C39
C39 - P4 - C33
C4 - C3 - P2
C16
C30 - P2 - C3
C32 - P2 - Pdl
03 - P3 - C23
C24
0 4 -
C40
-P3-C 17
P4 - C39
- P4 - C33
C3 - C2-P1
C2 - C3 - P2
kristallisiert mit 10ml Toluol um. Die reinweißen Kristal-
le sind hygroskopisch, aber nicht oxidationsempfindlich.
Ausbeute: l.Krist.: 5.08 g (14.57 mmol) 28.35% d.Th.,
94.5% d.Lit., [a ]589 = -86° (c, 0.61, CHC13). 2.Krist.: 3.55
g (10.18 mmol) 19.8% d.Th., [a ]589 = -90.79° (c, 0.61,
CHC13), Schmp.: 152°C. Physikalische und spektrosko-
pische Daten siehe Literatur.
[q ]589 = +88.75° (c, 0.64, CHC13) (l.Kristallisation),
[a ]589 = +93.87° (c, 0.61, CHC13) (2.Kristallisation),
Schmp.: 152°C. Spektroskopische Daten siehe Literatur.
C20 H29 0 3 P (348.6)
Ber.: C 68.85 H 8.32 %,
Gef.: C 68.83 H 8.53 %.
P(S)-Methylphenylvinylphosphanoxid [8 ] (3)
P(R )-(+)-(Menthoxycarbonylmethyl)phenylvinylphos-
phanoxid (5)
3.6
g
(10.33 mmol) P(S)-(-)-(Menthoxycarbonyl-
methyl)phenylvinylphosphanoxid werden in 40 ml
DMSO gelöst und nach Zugabe von 2.19 g (51.6 mmol)
wasserhaltigem Lithiumchlorid und 0.18 ml (10.38
mmol) Wasser für 3 h auf 205°C erhitzt. Nun wird DMSO
Darstellung siehe 4.
Ausbeute: l.Krist.: 7.85 g (22.5 mmol) 29.63% d.Th.,
98.8% d.Lit., 2.Krist.: 5.06 g (14.5 mmol) 19.1% d.Th.,
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218
U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
Tab. IV. Hydrierung von AAZ mit 10b, c und 11b, c in Methanol. 10 p,mol Kat., 10 mmol A A Z in 50 ml MeOH.
Nr.
Kat.
Reaktionsdauer [h]
TO-Frequ. 50%[a]
Substrat/Kat.
Druck [bar]
ee [%]
Hydrierung bei 50°C
1
10b
10b
10b
10b
10c
10c
11b
11b
11c
11c
995
1035
1082
983
2.2
2.4
25
75
25
75
25
75
25
75
150
150
22
fallend'31
fallend'3'
0.024[3]
0.035[aI
fallend'3'
0.025[3]
0.015la]
0.023[3]
fallend'3'
0.026|a]
72.6 S
71.0 S
78.5 S
78.2 S
61.1 S
64.4 S
71.1 S
68.3 S
46.3 S
47.1 S
2
3
4
5
11
964
93
16
35
15
74
16
6
1013
1046
1028
1086
1104
7
8
9
10
Hydrierung bei
25°C
0.002
0.003
1
2
10b
10b
10c
10c
11b
11b
11b
11c
11c
1003
1000
489
989
997
996
530
491
25.
71
25
74
25
71
25
25
75
260
118
105
138
165
118
95
83.8 S
80.4 S
61.0S
62.6 S
71.6 S
69.4 S
72.0 S
45.6 S
44.5 S
0.002
3
4
5
6
0.0035
0.0027
0.0034
0.0036
0.0025
0.0023
7
8
95
139
9
1065
'3' Turnover-Frequency: Zahl der Substratmoleküle, die pro Sekunde hydriert werden. Dieser Wert wurde nach einem
Umsatz von 50% der verbrauchten Substratmenge ermittelt.
Tab. V. Hydrierung von Ketonen mit 10b, c und 11b, c bei einem H2-Druck von 75 bar und einem Sub-
strat/Katalysatorverhältnis von 1000:1. 1.5 ^urnol Kat., 1.5 mmol Substrat in 25 ml MeOH bei 50°C.
ee [%]
TO-Frequ.
10 min [a]
TO-Frequ.
50%
Ausb.
Alkohol [%]
Nr.
Substrat
Kat.
t [h]
30
60
60
60
70
70
90
80
0
Ketopantolacton + [b]
Ketopantolacton + [b]
Pinakolin
Pinakolin
Pinakolin + [b]
Pinakolin + [c]
Methylphenylglyoxylat
Methylphenylglyoxylat
0.2
0.13
0.17
0.15
0.17
0.16
0.08
0.12
0.15
1
2
10b
11b
10b
10c
10c
10c
10b
10b
1.2
2
0
0.42
0.23
0.28
0.32
0.23
0.37
0.34
25 R
7.8 R
4.8 S
7.4 R
2.4 S
1.6 S
2
3
4
5
6
1.4
3.2
10
36
60
7
8
[a] Dieser Wert wurde nach 10 min. Hydrierdauer ermittelt, [b] 1.5 [imo\ Natriumtetraphenylborat zugegeben,
[c] 1.5 ^rnol KI zugegeben.
P(R)-Methylphenylvinylphosphanoxid (6)
1.4 (4.02 mmol) P(/?)-(+)-(Menthoxycarbonyl-
bei 60°C am Hochvakuum über ein U-Rohr abgezogen
und der braune Rückstand mit 100 ml Dichlormethan
versetzt und in das Ultraschallbad gestellt. Danach wird
die Lösung über Kieselgur abgedrückt und das Lösungs-
mittel am Rotationsverdampfer abgezogen. Das Rohpro-
dukt wird in einer Kugelrohrdestille destilliert; man erhält
weiße Kristalle. Ausbeute: 0.74 g (4.46 mmol) 43.6 %
d.Th., 72.7% d. Lit. Spektroskopische Daten s. Lit.
g
methyl)phenylvinylphosphanoxid werden in 40 ml DM-
SO gelöst und nach Zugabe von 0.85 g (20.08 mmol)
wasserfreiem Lithiumchlorid und 0.07 ml (4.02 mmol)
Wasser für 3 h auf 205°C erhitzt. Bei 75°C wird das
DMSO über ein U-Rohr abgezogen und man erhält einen
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U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
219
braunen Rückstand. Dieser wird in 100 ml Dichlorme-
than extrahiert, über Kieselgur abfiltriert und die orga-
nische Phase am RotationsVerdampfer abgezogen; das
Rohprodukt wird anschließend in einer Kugelrohrdestille
destilliert; man erhält weiße Kristalle.
P(R,S),3R,4R,P'(R,S)-1 -tert. -Butyloxycarbonyl-3,4-
bis{[2-(methyl-phenyl-P(R)-oxophosphanyl)-ethyl]-
phenyl-phosphanyl}pyrrolidin (2a-c)
0.64 g (1.7 mmol) 7 werden analog zu obiger Vor-
schrift mit 0.565 (3.4 mmol) (P(/?))-Methylphenyl-
g
Ausbeute: 0.24 g (1.45 mmol) 35.8% d.Th., 59.7%
d.Lit.(für P(S)-Isomeres), Schmp.: 73°C, Sdp.: 120°C (0.1
mbar). Spektroskopische Daten siehe Literatur.
vinylphosphanoxid in 10 ml THF umgesetzt.
Ausbeute: 1.03 g (1.43 mmol) 84.1% d.Th., Schmp.:
68 °C.
'H-NM R (CDC13): 1.25, 1.41, 1.47, (je s, 9H, Boc-
CH3), 1.2-2.4 (m, 1OH, CH2u. P-CH), 1.38 (d, 6H,P-CH3,
37pH = 12.7 Hz), 2.8-3.6 (m, N-CH2), 6.9-7.5 (m, 20H,
Ph-H), 13C {'H }-N M R : 15.4-16.8 (m, P-CH3 u. P-CH2),
27.14-28.45 (m, P-CH2), 28.45 (s, Boc-CH3), 40.5-42 (m,
P-CH), 47.75 (s breit, N-CH2), 79.43 (breit, quart.Boc-C),
128.69-133.65 (m, Ph-C), 154.18 (s, Boc-C=0).
3iP {'H }-N M R : C2-Isomere (ABXY-System): (AB-
Teil) -15.87 bis -20.22 Multiplett, XY-Teil (P=0) 31.2
bis 33.6 Multiplett; C] -Isomer (2 ABXY-Systeme): (AB-
Teil) -15.87 bis -20.22 Multiplett; (XY-Teil) 31.2 bis 33.6
Multiplett.
Allgemeine Vorschrift zur Darstellung von 8a-c und 9a-c.
a) Liganden:
P(R,S),3R,4R,P'(R,S)-l-tert. -Butyloxycarbonyl-3,4-
bis{[2-(methyl-phenyl-P(S)-oxophosphanyl)-ethyl]-
phenyl-phosphanyl}pyrrolidin (la-c)
Zu 1.3 g (3.37 mmol) 7 in 15 ml Tetrahydrofuran (THF)
gibt man 2.5 Spatelspitzen Kalium-terr-butanolat. Die
Lösung färbt sich gelb und anschließend fügt man 1.12g
(6.74 mmol) (P(5'))-Methylphenylvinylphosphanoxid da-
zu. Entfärbt sich die Reaktionslösung, gibt man noch eini-
ge mg Kalium bis zur bleibenden schwachen Gelbfärbung
zu. Nach 30 min fällt ein weißer Niederschlag aus, man
läßt über Nacht rühren. Nun wird mit wenig wäßriger Zi-
tronensäurelösung hydrolysiert und der pH-Wert auf ca.
5.5 gebracht. Dabei löst sich der Niederschlag fast auf.
THF wird bei 20°C abgezogen, der Rückstand wird mit 30
ml Dichlormethan und 5 ml entgastem Wasser versetzt,
die organische Phase abgetrennt und die wäßrige Phase
nochmals mit Dichlormethan extrahiert. Die organische
Phase wird über Kieselgel filtriert und anschließend das
Lösungsmittel abgezogen.
IR (KBr)[cm-1]: 697, 743 (s breit, Ph-H out of pla-
ne), 1173, (s breit, P=0), 1399 (CH3-Def.), 1436 (P-Ph),
1692 (ss, Boc-C=0), 2928 (m, CH2-Valenz), 2973, 3053
(m, CH3-Valenz). MS (FAB, 50 eV)[m/z, (%)]: 736 (28)
M++0, 720.4 (85) M+, 620.3 (100) M+-Boc, 554 (25)
M+-C2H4POMePh.
b) Palladium-Komplexe und Chromatographie
Die Palladiumkomplexe werden aus den freien Ligan-
den direkt hergestellt, indem diese in Aceton mit einem
Äquivalent Na2PdCl4 zuerst 3 h unter Lichtausschluß
gerührt, anschließend mit dem fünffachen Überschuß Na-
triumiodid versetzt und über Nacht gerührt werden. Da-
nach wird das Aceton abgezogen undder kristalline Rück-
stand in Dichlormethan wieder aufgenommen. Die bur-
gunderrote Lösung wird über Kieselgur filtriert und auf 5
ml eingeengt. Diese Lösung wird auf eine Chromatogra-
phiesäule (Säulendurchmesser: 2.5 cm, Säulenlänge: 50
cm, Kieselgel: Machery-Nagel & Co., 0.04-0.063 mm,
230-400 Mesh ASTM ) aufgetragen und mit Aceton 75%,
Toluol 13%, Ethylacetat 10%, Methanol 2% als Elutions-
mittel eluiert. Der Vorlauf enthält die Michael-Substrate
und deren Polymere. Danach läuft das Diastereomeren-
gemisch der Palladium-Komplexe (dabei kann man das
C]-Isomere fast quantitativ von den C2-Isomeren abtren-
nen) aus der Säule. Das Elutionsmittel wird abgezogen,
das Gemisch in 10 ml Dichlormethan gelöst und auf
eine Chromatographiesäule (Säulendurchmesser: 3.3 cm,
Ausbeute: 2.04 g (2.84 mmol) 84.3% d.Th., Schmp.:
68°C
'H-NM R (CDC13): 1.38, 1.48, 1.53 (je s, 9H, Boc-
CH3), 1.2-2.06 (m, 10H, CH2 u. P-CH), 1.5 (d, 6H, P-
CH3, Jm = 12.7 Hz), 2.7-3.6 (m, N-CH2), 6.8-7.5 (m,
20H, Ph-H), l3C {'H }-N M R (CDC13): 15.2-17.0 (m, P-
CH3 u. P-CH2), 25.5-28.5 (m, P-CH2), 28.5 (s, Boc-
CH3), 41-41.5 (m, P-CH), 47.9-48.05 (m, N-CH2), 79.6
(s breit, quart.Boc-C), 128.5-134.05 (m, Ph-C), 154.2 (s,
Boc-C=0), 3,P {'H }-N M R (THF): C2-Isomere (ABXY-
System): (AB-Teil) -15.23 bis -19.52 Multiplett, XY-Teil
(P=0) 31.56-34.35 Multiplett; C)-Isomere (2 ABXY-
Systeme): (AB-Teil) -15.23 bis -19.52 Multiplett; (XY-
Teil) 31.56-34.35 Multiplett.
IR (KBr)[cm-1]: 697,743 (s, breit, Ph-H out of plane),
1174, (s breit, P=0), 1399 (CH3-Def.), 1437 (P-Ph), 1692
(ss, Boc-C=0), 2908, 2928 (m, CH2-Valenz), 2974 (m,
CH3-Valenz). MS (FAB, 50 eV)[m/z, (%)]: 736.2 (20)
M++0, 720.3 (58) M+, 620.3 (80) M +-Boc.
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220
U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
Säulenlänge: 94 cm, Kieselgel: Merck 60 H, 0.005-0.040
mm. 600 g) aufgetragen. Als erstes verlassen die C2-
Isomeren die Säule, danach das C,-Isomere, wobei das
gleiche Elutionsmittelgemisch verwendet wird.
(w, CH2-Valenz), 2973 (w, CH3-Valenz). - MS (FD)[m/z]:
952.3 M+-I, 853.8 M+-I-Boc, 341.2 PPhC2H4POPh2+.
[(P(R),3R, 4R,P'(S))-1 -tert. -Butyloxycarbonyl-3,4-bis-
{[2-(methyl-phenyl-P(S)-oxophosphanyl)-ethylJphenyl-
phosphanyl}pyrrolidin-P,P']-palladiumdiiodid (8c)
[(P(R,S), 3R,4R,P'(R,S))-1 -tert.-Butyloxycarbonyl-3,4-
bis{[2-(methyl-phenyl-P(S)-oxophosphanyl)-ethyl]-
phenyl-phosphanyl}pyrrolidin-P,P']-palladiumdiiodid
(8a-c)
Ausbeute: 381 mg (11%) - [a]589= +57.38° (c, 0.61,
CH2C12). - 1H-NMR (CDC13): 1.18,1.22, 1.32 (je s, 9H,
Boc-CH3), 1.6 (d, POCH3, 7ph = 10 Hz), 2.03-4.05 (m,
14H, CH u. CH2), 7.0-8.14 (m, 20H, Ph-H). - 13C {'H }-
NMR (CDC13): 15.35 (d, P-CH2, 7CP = 18.8 Hz), 20.40
(d, Jcp = 35.8 Hz, PO-CH3), 28.7 (d, JCP = 13.2 Hz,
PO-CH2), 29.5 (d, Jcp = 16.35 Hz, Boc-CH3), 42.45,
43.77 (je d, 7Cp = 18.24 Hz, Boc-Rotamere, N-CH2),
49.36, 50.18 (je d, JCP = 12.58 u. JCP = 15.73 Hz, Boc-
Rotamere, P-CH), 80.9 (s, quart.Boc-C), 128.2-135.4 (m,
Ph-C), 154.8 (s, Boc-CO). - 3iP {'H }-N M R (Aceton): 2
Boc-Rotamere ABCD-Spektren, AB-Teil (Pd-P) und CD-
Teil nicht separierbar: 36.53-45.54 Multiple« - IR (KBr,
cm-1): 692, 726, 742 (s, Ph out of plane), 1117, 1175
(s, P=0), 1401 (s breit, CH3-Def.), 1436 (s, Ph-P), 1680
(s, C=0-Boc), 2926 (w, CH2-Valenz), 2969, 3052 (w,
CH3-Valenz). - MS (FD)[m/z]: 851.9 M+-I-Boc, 341.2
PPhC2H4POPh2+.
Einwaage 2.34
g (3.26 mmol) Ligand Nr la-c.
Ausbeute: 1.46 g (42%) Diastereomerengemisch 8a-c:
8a : 8b : 8c = 4.2% : 69.6% : 26.2%.
[(P(S), 3R,4R,P'(S))-1 -tert. -Butyloxycarbonyl-3,4-
bis{[2-(methyl-phenyl-P(S)-oxophosphanyl)-ethyl]-
phenxl-phosphanyl]pyrrolidin-PP']-pcdladiumdiiodid
(8a )'
Ausbeute: 0.062 g (1.8%) 8a. - 'H-NM R (Aceton):
1.12 (s, 9H, Boc-CH3), 2.17-3.47 (m 14H, CH2 u. CH),
7.3-7.9 (m, 20H, Ph-H) - 13C {'H }-N M R (Aceton): 15.2
(d, PO-CH3, Jcp = 12 Hz), 16.35 (dd, JCP = 10 Hz für
beide, P-CH2), 27.31 (s, PO-CH2), 28.36 (s, Boc-CH3),
44.34, 44.79” (t, Boc-Rotamer, N-CH2, je 7CP = 15-1
Hz), 79.74 (s, quart.Boc-C), 126.47-136.39 (m, Ph-C),
154.12 (s, Boc-CO) - 3IP {'H }-N M R (Aceton): ABCD-
Spektrum, ca. 35.3, ca. 35.9 (je d, 7P(o)p = ca. 55.7 Hz),
ca. 40.76, ca. 40.93 (m, 7PP. = ca. 21.7 Hz) - IR (KBr,
cm-1): 694, 742 (s, Ph-H out of plane), 1117, 1178 (s,
P=0), 1396 (s breit, CH3-Def.), 1436 (s, Ph-H), 1688 (s,
CO-Boc), 2855, 2926 (w, CH2-Valenz), 2962, 3053 (w,
CH3-Def.) - MS(FD)[m/z]: 952.3 M +-I, 851.9 M+-I-Boc,
341.2 PPhC2H4POPh2+.
[(P(R,S),3R,4R,P'(R,S))-l-tert.-Butyloxycarbonyl-3,4-
bis{[2-(methyl-phenyl-P(R)-oxophosphanyl)-ethyl]-
phenyl-phosphanyl}pyrrolidin-P,P']-palladiumdiiodid
(9a-c)
Einwaage 0.94 g (1.31 mmol) Ligand 2a-c. Ausbeute:
0.798 g (56%) Diastereomerengemisch 9a-c:
9a : 9b : 9c = 5% : 62.7% : 32.3%.
[(P(S),3R,4R,P'(S))-1 -tert. -Butyloxycarbonyl-3,4-bis-
{[2-(methyl-phenyl-P(R)-oxophosphanyl)-ethylJphenyl-
phosphanyl}pyrrolidin-PP']-palladiumdiiodid (9a)
[(P(R),3R,4R,P'(R))-l-tert.-Butyloxycarbonyl-3,4-
bis{[2-(methyl-phenyl-P(S)-oxophosphanyl)-ethyl]-
phenyl-phosphanyl} -pyrrolidin-P, P ']-palladiumdiiodid
(8b )'
Ausbeute: 40 mg (2.8%). - 'H-NMR (CDC13): 1.15-
1.34 (m, 9H, Boc-CH3), 1.58 (d, 3H, POCH3, 7PH = 2.5
Hz), 2.10-3.81 (m, 14H, CH2 u. CH), 1.2-1.1 (m, 20H,
Ph-H). - ,3C {'H }-N M R (CDC13): 15.23 (s, PO-CH3),
19.12 (s, P-CH2), 28.43 (dd, PO-CH2, J nicht ables-
bar), 30.5 (s, Boc-ch3), 80.15 (s, quart.Boc-C), 128.33-
132.5 (m, Ph-C). - 31P {'H }-N M R (Aceton): 33.8-34.0
Multiplett, AB-Teil u. C-Teil nicht aufgelöst IR (KBr,
cm-1): 694, 743 (m, Ph-H out of plane), 1119, 1177
(s, P=0), 1393 (s, CH3-Def.), 1435 (m, Ph-P), 1693,
1728 (s, C=0-Boc), 2854, 2874, 2926 (w, CH2-Valenz),
2961, 3053 (w, CH3-Valenz). - MS (FAB, 50°)[tn/z(%)]:
951.1 (100) M+-I, 896 (15) M+-I-C4H8, 824.2 (10) M+-
21, 602.2 (18) M+-2I-C4H8-C2H4POCH3C6H5, 275 (100)
PC6H,C2H4POCH3C6Hv
Ausbeute: 1.016 g (29%) - Schmp.: ca. 180°C Zer-
setzung, [a ]589 = +102.30° (c, 0.61, CH2C12) 'H-NM R
(CDC13): 1.26 (s, 9H, Boc-CH3), 1.66 (d, POCH3, /PH
= 10 Hz), 2.34-3.5 (m, 14H, CH2 u. CH), 7.25-7.71 (m,
20H, Ph-H). - l3C {'H }-N M R (CDC13): 14.5-16.1 (m,
P-CH2), 17.14 (d, PO-CH3, Jcp = 69.95 Hz), 28.07 (s,
Boc-CH3), 30.0 (d, PO-CH2, Jcp = 27 Hz), 42.8-43.1 (m,
N-CH-)), 51.7-52.38 (m, P-CH), 80.5 (s, quart.Boc-C),
128.12-132.2 (m, Ph-C), 153.6 (s, Boc-CO). - 31P {‘H }-
NMR (Aceton): ABCD-Spektrum: 35.9,36.08 (je d,yP(0)p
= 55.7 Hz), 40.76, 40.93 (m, JPP. = 21.7 Hz). - IR (KBr.
cm-1): 690, 724. 739 (s, Ph-H out of plane), 1078, 1193
(s, P=0), 1437 (s, Ph-P), 1683 (s, C=0-Boc), 2876, 2925
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U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
221
[(P(R),3R,4R,P'(R))-l-tert. -Butyloxycarbonyl-3,4-bis-
{[2 -(methyl-phenyl-P(R)-oxophosphanyl)-ethylJphenyl-
phosphanyl}pyrrolidin-PP']-palladiumdiiodid (9b)
i.Vak. bis zur Trockene gebracht. Die so erhaltene weiße
kristalline Verbindung der optisch reinen Phosphane lb,
c und 2b, c ist zur Darstellung der Rhodium-Komplexe
geeignet.
Ausbeute: 500 mg (35.6%)- [a ]589= +92.79° (c, 0.61,
CH2C12). - 'H-NMR (CDCI3): 1.29 (s, 9H, Boc-CH3),
1.70 (d, 3H, POCH3, JPH = 10 Hz), 2.08-3.44 (m, 14H,
CH2 u . CH), 7.09-7.70 (m, 20H, Ph-H). - l3C { 1H }-NM R
(CDCI3): 14.98 (m, P-CH2), 16.4 (d, PO-CH3, JCP = 8.2
Hz), 28.4 (s, B0C-CH3), 29.3 (d, JCP = 15.16 Hz, PO-
CH2), 42.6-42.9 (m, N-CH2), 51.8-52.5 (m, P-CH), 80.6
(s, quart.B0C-CH3), 127.8-132.9 (m, Ph-C), 153.4(s,Boc-
CO). - 31P {'H }-N M R (Aceton): ABCD-Spektrum, ca.
35.05, ca. 35.36 (d, 7p(o)p = ca. 49 Hz), ca. 41.66, ca.
41.83 (m, yPP. =ca. 21.5 Hz). - IR (KBr, c m '1): 693,
742 (s, Ph-H out of plane), 1118, 1178 (s, P=0), 1392
(s, CH3-Def.), 1686 (s, C=0-Boc), 2908, (w, CH2-Def.),
2971, 3053 (w, CH3-Valenz). - MS (FAB, 50°)[m/z(%)]:
952.1 (45) M +-1,896.1 (18) M +-I-C4H8, 825.2 (10) M+-2I,
602.2 (15) M+-2I-C4H8-C2H4POCH3C6H5, 275.0 (100)
C6H5PC2H4POCH3C6H5+.
[(P(S),3R,4R,P'(S))-l-tert.-Butyloxycarbonyl-3,4-bis-
{[2-(methyl-phenyl-P(S)-oxophosphanyl)-ethyl]phenyl-
phosphanyl}pyrrolidin (lb )
Einwaage 0.456 g (0.436 mmol) 8b. Ausb. 0.312 g
(96.2%) lb. - 'H-NM R (CD3OD): 1.4 (s, 9H, Boc-CH3),
1.62 (d, POCH3,yPH= 12.5 Hz), 3.2-3.8 (m, 14H,CH2u.
CH), 6.95-7.6 (m, 20H, Ph-H) - 31P{ 1H }-NM R (CD3OD,
101.3 MHz): ABXY-Spektrum, AB-Teil: -13.69 (d, 7PP.
=
10.5 Hz), -13.27 (d, 7PP. = 10.5 Hz), XY-Teil (P=0):
44.18 (d, 7P(0,p = 19.25 Hz), 44.6 (d, yP(0)P = 19.25 Hz).
[(P(S),3R,4R,P'(R))-1 -tert. -Butyloxycarbonyl-3,4-bis-
{[2-(methyl-phenyl-P(S)-oxophosphanyl)-ethylJphenyl-
phosphanyl}pyrrolidin (Ic)
Einwaage: 0.289
g (0.269 mmol) 8c. Ausb. 0.135
g
(70%) lc 31 P {' H }-N M R (int. Standard, -30°C,
-
[(P(R),3R, 4R,P'(S))-l-tert. -Butyloxycarbonyl-3,4-bis-
{[2-(methyl-phenyl-P(R)-oxophosphanyl)-ethyl]phenyl-
phosphanyl} pyrrolidin-P,P']-palladiumdiiodid (9c)
CH2C12): doppeltes ABXY-Spektrum, AB-Teil: -19.5(-
)-l 1.53 Multiplett, XY-Teil (P=0): 35.6-37.5 Multiplett.
Ausbeute: 258 mg (18.3%) - [a ]589 = +68.36° (c,
0.61, CH2C12). - 'H-NMR (Aceton): 1.25 (s, 9H, Boc),
1.51 (m, PÖCH3), 1.74-3.5 (m, 14H, CH2 u. CH),
7.04-8.02 (m, 20H, Ph-H). - 13C {'H }-N M R (Aceton):
14.14 (s, P-CH2), 17.8 (d, PO-CH3, JCP = 14.8 Hz),
29.0 (d, PO-CH2, Jcp = 9.4 Hz), 30.98 (s, Boc-CH3),
80.01 (s, quart.Boc-C), 129.23-133.73 (m, Ph-C), 154.6
(s, Boc-CO). - 31P {'H }-N M R (Aceton, 101.3 MHz): 2
Boc-Rotamere ABCD-Spektren, (CD-Teil) (P=0): 38.27-
40.49 (m, 7p(0)p), (AB-Teil): 45.16-46.64 (m, 7PP.) - IR
(KBr, cm-1): 694, 729, 744 (s, Ph-H out of plane),
1119, 1177 (s, P=0), 1410 (2 breit, CH3-Def.), 1436
(s, Ph-P), 1679 (s, C=0-Boc), 2926 (w, CH2-Valenz),
2965,3053 (w, CH3-Valenz). - MS (FAB, 50°)[m/z, (%)]:
952.2 (95) M +-I, 895 (40) M +-I-C4H8, 825.4 (15) M+-2I,
602.3 (40) M +-2I-C4H8-C,H4POCH3C6H5, 273.3 (100)
C6H5PC2H4POCH3C6H5+.
[(P(S),3R,4R,P'(S))-1 -tert. -Butyloxycarbonyl-3,4-bis-
{[2-(methyl-phenyl-P(R)-oxophosphanyl)-ethyl]phenyl-
phosphanyl}pyrrolidin (2b)
Einwaage 0.332
g (0.307 mmol) 9b. Ausb. 0.182
g
(82.4%) 2b. - 31P {'H }-N M R (int. Standard, -30°C,
CH2C12, 32.44 MHz): ABXY-Spektrum, AB-Teil: -18.77
(d, )pp = 13.9 Hz), -17.37 (d, 7PP. = 13.9 Hz), XY-Teil
(P=0): 35.5-37.2 nicht aufgelöste Dupletts.
[(P(S),3R,4R,P'(R))-l-tert.-Butyloxycarbonyl-3,4-
bis{[2-(methyl-phenyl-P(R)-oxophosphanyl)-ethyl’]-
phenyl-phosphanyl}pyrrolidin (2c)
Einwaage 0.122 g (0.113 mmol) 9c. Ausb. 0.064 g
(79.2%) 2 c .-31 P {' H}-NM R(int. Standard,-30°C): dop-
peltes ABXY-Spektrum, AB-Teil: -19.9(-)-16.72 Multi-
plett, XY-Teil (P=0): 35.57 (d, 7p(0)p = 11.7 Hz), 36.93
(d, 7p(o)p = 9.7 Hz).
Freisetzen der Liganden aus den Palladiumkomple-
xen: 0.5 mmol der enantiomerenreinen Palladiumkom-
plexe 8b, c und 9b, c werden in 15 ml Dichlormethan
gelöst. Dazu gibt man 15 ml einer 5 mmol Kaliumcya-
nid enthaltenden wäßrigen Lösung. Dieses Zweiphasen-
system wird solange bei R. T. gerührt, bis die rote Farbe
der Palladiumkomplexe verschwunden ist. Aufgearbeitet
wird jedoch erst, nachdem weitere 12 h gerührt wurde.
Die Abspaltungszeit dauert für die drei Diastereomeren
unterschiedlich lang. Die wäßrige Phase wird entfernt und
die organische nach zweimaligem Waschen mit Wasser
Darstellung der Rhodiumkomplexe 10b, c und 11b,
c: Eine Lösung von 0.300 mmol der freien Phosphane
lb, c und 2b, c in 8 ml Methanol wird auf -60°C ab-
gekühlt. Danach gibt man mit 0.294 mmol Unterschuß
[(COD)2 Rh]BF4 in 5 ml Methanol gelöst zu. Die farblo-
se Lösung wird sofort gelb. Man rührt weitere 30 min,
läßt auf 20°C erwärmen und entfernt bei 20°C i.Vak. das
Methanol fast bis zur Trockene. Mit 15 ml Ether werden
die Rhodiumkomplexe b, c ausgefällt. Der Feststoff wird
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222
U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
auf einer Fritte gesammelt und mehrmals mit Ether ge-
waschen. Abschließend werden die Komplexe i.Vak. ge-
trocknet und sind danach für die Katalysen verwendbar.
22.98 (m, P-CH2), 27.6 (s, Boc-CH3), 29.8 (d, PO-CH2),
44.9 (m, N-CH2), 129-132 (m, Ph-C). - 31P{'H }-N m ’r
(CD3OD): ABCDX-Spektrum, Multipletts: 28.67, 29.95,
32.4-32.92, 33.9-34.4, 42.67-43.61, 48.2
- IR (KBr,
cm-1): 696, 744 (m, Ph-H out of plane), 1060 (s, P=0),
1437 (s, P-Ph), 1695 (s, C=0-Boc), 2924, 2968 (CH2) -
MS (FAB)[tn/z\: 822 (100) [M+-COD-BF4~], 765 (45)
[M +-Rh-POCH2CH2CH3Ph], 721 (20) [M+-COD-BF4-
Boc],
[(P(R),3R,4R,P'(R))-l-tert.-Butyloxycarbonyl-3,4-
bis{[2-(methyl-phenyl-P(S)-oxophosphanyl)-ethyl]-
phenyl-phosphanyl}pyrrolidin-P,P']-(1,5-cis-cis-cyclo-
octadien)-rhodium-tetrafluoroborat (10b)
Einwaage 0.236 g (0.312 mmol) lb. Ausb. 0.30 g
(95.3%) 10b. - 1 H-NMR (CD, OD, 250 MHz): 1.36,
1.41 (je s, 9H, Boc-CH3), 1.74 (d, PO-CH3, JPH = 13.2
Hz), 2.21, 2.27 (m, 8H, COD-CH2), 2.Ö-3.3 (m, 14H,
CH u. CH2), 4.6 (m, 2H, COD-CH), 4.92 (m, 2H, COD-
CH), 1.4-7.6 (Ph-H) - l3C {'H }-N M R (CD3OD): 15.1
(d, PO-CH3), 22.98 (m, P-CH2), 27.6 (s, Boc-CH3),
29.8 (d, PO-CH2), 44.9 (m, N-CH2), 129-132 (m, Ph-C).
[(P(R),3R,4R,P'(S))-l-tert.-Butyloxycarbonyl-3,4-
bis{[2-(methyl-phenyl-P(R)-oxophosphanyl)-ethyl]-
phenyl-phosphanyl}pyrrolidin-P,P']-(1,5-cis-cis-cyclo-
octadien)-rhodium-tetrafluoroborat ( 11c)
Einwaage 0.064 g (0.083 mmol) 2c. Ausb. 0.084 g
(98%) 11c. - ‘H-NMR (CD3OD): 1.2, 1.36 (je s, 9H,
B0C-CH3), 1.76 (d, PO-CH3, /pH = 12.5 Hz), 2.47 (m,
8H, COD-CH2), 3.32-3.37 (m, 14H, CH u. CH2), 7.15-
7.9 (m, Ph-H) - 3,P {'H }-N M R (CD3OD): ABCDX-
Spektrum durch Rotamere verdoppelt, Multipletts: 43.75-
44.76, 47.1, 49.04 - IR (KBr, cm-1): 696, 746 (m, Ph-H
out of plane), 1066 (s, P=0), 1438 (s, P-Ph), 1696 (s,
C=0-Boc), 2921, 3075 (CH2-Valenz) - MS (FAB)[m/z\.
822 (100) [M +-COD-BF4-], 765 (20) [M+-Rh-POCH2
CH2 CH3Ph].
-
3,P {'H }-N M R (CD3OD): ABCDX-Spektrum, Multi-
p les 28.67, 29.95, 32.4-32.92, 33.9-34.4, 42.67-43.61,
48.2 - IR (KBr, cm“ 1): 696, 744 (m, Ph-H out of pla-
ne), 1060 (s, P=0), 1437 (s, P-Ph), 1695 (s, C=0-Boc),
2924, 2968 (CH2) - MS (FAB)[m/z]: 822 (100) [M +-
COD-BF4-], 765 (45) [M+-Rh-POCH2CH2CH3Ph], 721
(20) [M +-COD-BF4-Boc] .
[(P(R),3R,4R,P'(S))-l-tert. -Butyloxycarbonyl-3,4-
bis{[2-(methyl-phenyl-P(S)-oxophosphanyl)-ethyl]-
phenyl-phosphanyl}pyrrolidin-P,P']-(1,5-cis-cis-cyclo-
octadien)-rhodium-tetrafluoroborat (10c)
Hydrierung: Zum experimentellen Vorgehen bei der
Hydrierung siehe Literatur [6].
Derivatisierung der Produkte: Zur Derivatisierung von
N-Acetylphenylalanin siehe Literatur [17].
Einwaage 0.135 g (0.179 mmol) lc. Ausb. 0.151
g
Ketopantolacton, Pinakolin: Die Hydrierlösung wird
auf 3 ml eingeengt und über eine 2 cm hohe Kie-
selgelschicht filtriert. Nachgewaschen wird mit tert-
Butylmethylether. Diese Lösung wurde nach weiterem
Verdünnen direkt für die GC-Analyse verwendet.
(82.8%) 10c. - 1 H-NMR (CD3OD): 1.35, 1.39 (je s, 9H,
B0C-CH3), 1.92 (d, PO-CH3, /ph = 15 Hz), 2.47, (m,
8H, COD-CH2), 2.77-3.32 (m, 14H, CH u. CH2), 5.5
(m, 2H, COD-CH), 7.51-7.93 (Ph-H) - 31P {‘H }-N M R
(CD3OD): ABCDX-Spektrum durch Rotamere verdop-
pelt, ABX-Teil: Multipletts: 31.6, 33.1, 35, 36.4, 43.46-
44.27, 48.5 - IR (KBr, cm“ '): 696, 746 (m, Ph-H out
of plane), 1063 (s, P=0), 1437 (s, P-Ph), 1695 (s, C=0-
Boc), 2919, 3057 (CH2) - MS (FAB)[m/z]: 822 (100)
[M +-COD-BF4~], 765 (20) [M +-Rh-POCH2CH2CH3Ph],
721 (15) [M+-COD-BF4-Boc],
Methylphenylglyoxylat: Die Hydrierlösung wird auf 3
ml eingeengt, davon 0.5 ml entnommen und das Löse-
mittel abgezogen. 0.3 ml CH2C12 und einige Tropfen
Trifluoressigsäureanhydrid werden zugegeben und 30
min bei 20°C geschüttelt. Die Lösung wird im Argon-
strom Verblasen, in 3 ml terr-Butylmethylether aufgenom-
men und über eine 1 cm hohe Kieselgelschicht filtriert.
Diese Lösung wird nach Bedarf weiter verdünnt und für
die GC-Analyse verwendet.
[(P(R),3R,4R,P'(R))-l-tert.-Butyloxycarbonyl-3,4-
bis{[2-(methyl-phenyl-P(R)-oxophosphanyl)-ethyl]-
phenyl-phosphanyl}pyrrolidin-P,P ']-(1,5-cis-cis-cyclo-
octadien)-rhodium-tetrafluoroborat ( I l b)
Dank
Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsge-
meinschaft gefördert. Wir danken Herrn Dr. U. Schaich,
der viele wichtige Beiträge zur Synthese geleistet hat und
Herrn M. Steimann für die Durchführung der Röntgen-
strukturuntersuchungen. Dem Arbeitskreis Prof. Dr. V.
Schurig, namentlich Herrn Dipl.-Chem. H. Czesla, dan-
ken wir für die Leihgabe der Chirasil-Dex-Säule.
Einwaage 0.236 g (0.312 mmol) 2b. Ausb. 0.30 g
(95.3%) 11b. - 1 H-NMR (CD3OD): 1.36, 1.41 (je s,
9H, B0C-CH3), 1.74 (d, PO-CH3, yPH = 13.2 Hz), 2.21,
2.27 (m, 8H. COD-CH2), 2.6-3.3 (m, 14H, CH u. CH2),
4.6 (m, 2H, COD-CH), 4.92 (m, 2H, COD-CH), 7.4-7.6
(Ph-H) - 13 C {' H }-NM R (CD3OD): 15.1 (d, PO-CH3),
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U. Nagel - Ch. Roller •Der Einfluß nicht koordinierter Stereozentren
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[10] B. Märkl, M. Märkl, Tetrahedron Lett. 22, 4463
[20] Weitere Einzelheiten zur Kristallstrukturunter-
suchung können beim Fachinformationszentrum
Karlsruhe GmbH, D-76344 Eggenstein-Leopolds-
hafen, unter Angabe der Hinterlegungsnummer
CSD-408015 für 8b und CSD-408016 für 9b, an-
gefordert werden.
(1981).
[11] W. S. Knowles, Acc. Chem. Res. 16, 106 (1983).
[12] U. Nagel, Angew. Chem. 96, 425 (1984); Angew.
Chem., Int. Ed. Engl. 23, 435 (1984).
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