Katalysator zur asymmetrischen Olefinmetathese

Einleitung

Die homogen katalysierte Olefinmetathese hat sich in den vergangenen Jahrzehnten zu einem bedeutenden Wirtschaftszweig entwickelt und stellt eine am häufigsten eingesetzte Transformation in der modernen chemischen Synthese dar. Allerdings eignet sich die homogen katalysierte Olefinmetathese derzeit noch nicht für die asymmetrische Katalyse. Hier fehlen weiterhin geeignete Katalysatorsysteme.

Problemstellung

Bisher wurden im Bereich der Grubbs II Katalysatoren die folgenden Ansätze verfolgt: der Einsatz monodentaler nicht-funktionaler N-heterocyclischer Carbenliganden (NHC) mit chiralen Zentren im Imidazolring oder in der Seitenkette sowie der Einsatz funktionalisierter NHC auf Basis des 1,1’-Binaphthyls zur Bildung eines Chelatliganden. Jedoch haben die chiralen NHC bisher nicht die gewünschte Leistung in der asymmetrischen Katalyse erbracht.

Der essentielle Nachteil der NHC zeigt sich bei der Enantiomerenverteilung der Produkte, welche die Erwartungen nicht erfüllt. Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem war die Bereitstellung N-heterocyclischer Carbenliganden, welche eine bessere Enantiomerenverteilung ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch Metallkomplexe und deren Verwendung als Katalysatoren gelöst. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Gewinnung enantiomerenreiner Produkte möglich werden. Im Gegensatz zu vielen synthetischen Ansätzen wird in biologischen Systemen oft totale Enantioselektivität erreicht.

Innovation

Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft Metallkomplexe und deren Verwendung als Katalysator in der Synthese organischer Verbindungen, vorzugsweise in der Olefinmetathese bzw. asymmetrischen Olefinmetathese. Die Besonderheit der vorliegenden Synthese besteht darin, dass über die Umsetzung von chiralen Aminosäuren mit einer alpha-Dicarbonylverbindung und Formaldehyd chirale, funktionalisierte Seitenketten einfach zugänglich werden.

Für die Modifizierung der Liganden werden zwei Ansätze verfolgt: die Modifizierung des Liganden, der direkt aus den Aminosäuren erhältlich ist und die Modifizierung der Aminosäure vor der Umsetzung zum Imidazolium. Durch die Modifizierung der Carbonsäuregruppe als koordinationsfähige funktionelle Gruppe gelingt es, die elektronischen und sterischen Eigenschaften des Liganden den Erfordernissen der jeweiligen katalytischen Reaktion anzupassen, wodurch eine Feinabstimmung des katalytischen Systems möglich wird. Die Synthese der Metallkomplexe erfolgt durch Umsetzung der Imidazoliumverbindung mit einem geeigneten Metallkomplex in Anwesenheit einer Base. Durch die Erzeugung zweier Chelatringe werden asymmetrische Zentren in der Koordinationssphäre des Katalysatormetalls nachhaltig fixiert, wodurch man einen Enantiomerenüberschuss erhält.

Nutzen
• Kosteneffizient
• Herstellung reiner Enantiomere
• Nachhaltigkeit
Fachbereich:
Chemie
Stand Entwicklung:
Stand Schutzrecht:
Patent (DE) eingereicht.
Internationale Nachanmeldung möglich.
Angebot:
Lizenzvertrag
Patentverkauf
Entwicklungskooperation
© PVA-MV AG, 2009
Kontakt:
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