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

Studienarbeit aus dem Jahr 2022 im Fachbereich Chemie - Organische Chemie, Note: 2,7, Technische Universität Dortmund (Fakultät für Chemie und Chemische Biologie), Veranstaltung: Methoden der Strukturaufklärung im Festkörper (AC) und in Lösung (OC), Sprache: Deutsch, Abstract: 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-ß 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.