Neue Methode nutzt enantioselektive Nickelkatalyse zur Synthese multifunktionaler chiraler Alkylborverbindungen

Chemiker der National University of Singapore (NUS) haben eine Strategie entwickelt, bei der chirale Nickelkatalysatoren zum Einsatz kommen, um die Carboborierung von Alkenen zu erleichtern und so hochwertige enantiomerenangereicherte Alkylboronsäureester zu erzeugen.

Enantiomerenangereicherte Boronsäureester sind Moleküle, die häufig als Bausteine ​​in der chemischen Synthese zur Herstellung verschiedener organischer Verbindungen verwendet werden. Mehrkomponentenumwandlungen, die diese Organoborverbindungen mithilfe unedler katalytischer Systeme erzeugen, sind sehr gefragt, aber nach wie vor selten. Dies ist vor allem auf das Fehlen eines geeigneten chiralen Katalysators zurückzuführen, der diese Boronsäureester mit hoher Effizienz und Selektivität erzeugen kann.

Ein Forschungsteam unter der Leitung von außerordentlichem Professor Koh Ming Joo vom Fachbereich Chemie der NUS hat eine neue Methode entwickelt, die leicht verfügbare Nickelkatalysatoren nutzt, die chirale und sterisch sperrige Liganden enthalten, die als N-heterocyclische Carbene (NHCs) bekannt sind.

Diese Katalysatoren spielen eine entscheidende Rolle im Reaktionsprozess, indem sie drei verschiedene Komponenten zusammenbringen und deren Vereinigung erleichtern: Alkene (Moleküle mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen), Organotriflate und eine im Handel erhältliche Verbindung namens Bis(pinacolato)dibor.

Diese Methode ist einzigartig, da keine zusätzliche dirigierende Gruppe zur Steuerung der Reaktion erforderlich ist. Die Reaktion ermöglicht den Zugang zu funktionalisierten Alkylboronaten mit tertiären oder quartären β-Stereozentren bei gleichzeitiger Kontrolle von Regioselektivität und Enantioselektivität.

Die Forschung war eine Zusammenarbeit mit Professor Ma Jun-An und außerordentlichem Professor Nie Jing von der Universität Tianjin sowie Professor Shi Shi-Liang vom Shanghai Institute of Organic Chemistry der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Ihre Ergebnisse wurden veröffentlicht in Natursynthese.

Prof. Koh sagte: „Unsere Studien zeigen, dass diese enantioselektiven Nickel-katalysierten Transformationen über eine Reihe von Schritten ablaufen, die eine Carbonickelierung gefolgt von einer Borylierung umfassen, die sich von zuvor berichteten Carboborierungsreaktionen unterscheiden.“

„Wie im Forschungsbericht ausführlich beschrieben, bietet diese Methodik einen direkten Zugang zu wertvollen Vorläufern, die die Synthese komplexer bioaktiver Moleküle vereinfachen. Wir glauben, dass unsere Arbeit zahlreiche Anwendungen im Bereich der stereoselektiven organischen Synthese erleichtern wird“, fügte Prof. Koh hinzu.

Mit Blick auf die Zukunft arbeitet das Forschungsteam aktiv an der Entwicklung chiraler NHC-Nickel-Katalysatoren, um neue Klassen von Multikomponenten-Alkenfunktionalisierungsreaktionen zu fördern, die synthetisch nützliche Verbindungen erzeugen.