Metallfreie Hydrierung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen mit molekularem Wasserstoff
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Priv.-Doz. Dr. Jan Paradies
Institut für Organische Chemie, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Fritz-Haber-Weg 6, 76131 Karlsruhe (Deutschland) http://www.paradies-group.de
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Die metallfreie Aktivierung von Wasserstoff durch frustrierte Lewis-Paare (FLPs) ist eine wertvolle Methode für die Hydrierung von polarisierten ungesättigten Molekülen, angefangen von Iminen, Enaminen und Silylenolethern bis hin zu Heterocyclen. Eine der wichtigsten Anwendungen von Hydrierungsmethoden ist jedoch die Umwandlung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen in Alkane oder Alkene. Trotz der rasanten Entwicklung der FLP-Chemie erwiesen sich solche Reaktionen als große Herausforderung. In diesem Kurzaufsatz wird ein Überblick über die grundlegenden FLP-Konzepte, die Herausforderung bei der Hydrierung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen und erste Lösungen zu dieser zentralen Umwandlung gegeben.
References
- 1“Hydrogenation and Dehydrogenation”: P. N. Rylander in Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2005.
- 2
- 2aS. Shima, E. J. Lyon, R. K. Thauer, B. Mienert, E. Bill, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10430–10435;
- 2bO. Pilak, B. Mamat, S. Vogt, C. H. Hagemeier, R. K. Thauer, S. Shima, C. Vonrhein, E. Warkentin, U. Ermler, J. Mol. Biol. 2006, 358, 798–809;
- 2cA. P. Scott, B. T. Golding, L. Radom, New J. Chem. 1998, 22, 1171–1173;
- 2dA. Berkessel, R. K. Thauer, Angew. Chem. 1995, 107, 2418–2421;
10.1002/ange.19951072011 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. Engl. 1995, 34, 2247–2250;
- 2eJ. H. Teles, S. Brode, A. Berkessel, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1345–1346.
- 3
- 3aG. H. Spikes, J. C. Fettinger, P. P. Power, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12232–12233;
- 3bA. Berkessel, T. J. S. Schubert, T. N. Muller, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 8693–8698;
- 3cC. Walling, L. Bollyky, J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 3750–3752.
- 4G. C. Welch, R. R. S. Juan, J. D. Masuda, D. W. Stephan, Science 2006, 314, 1124–1126.
- 5H. C. Brown, H. I. Schlesinger, S. Z. Cardon, J. Am. Chem. Soc. 1942, 64, 325–333.
- 6
- 6aD. W. Stephan, Org. Biomol. Chem. 2008, 6, 1535–1539;
- 6bD. W. Stephan, Dalton Trans. 2009, 3129–3136.
- 7P. A. Chase, G. C. Welch, T. Jurca, D. W. Stephan, Angew. Chem. 2007, 119, 8196–8199;
10.1002/ange.200702908 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 8050–8053.
- 8G. C. Welch, D. W. Stephan, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1880–1881.
- 9
- 9aD. W. Stephan, G. Erker, Angew. Chem. 2010, 122, 50–81; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 46–76;
- 9bG. Erker, Pure Appl. Chem. 2012, 84, 2203–2217.
- 10
- 10aC. M. Mömming, E. Otten, G. Kehr, R. Fröhlich, S. Grimme, D. W. Stephan, G. Erker, Angew. Chem. 2009, 121, 6770–6773;
10.1002/ange.200901636 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6643–6646;
- 10bI. Peuser, R. C. Neu, X. X. Zhao, M. Ulrich, B. Schirmer, J. A. Tannert, G. Kehr, R. Fröhlich, S. Grimme, G. Erker, D. W. Stephan, Chem. Eur. J. 2011, 17, 9640–9650;
- 10cX. X. Zhao, D. W. Stephan, Chem. Commun. 2011, 47, 1833–1835;
- 10dM. Harhausen, R. Fröhlich, G. Kehr, G. Erker, Organometallics 2012, 31, 2801–2809;
- 10eM. Sajid, A. Stute, A. J. P. Cardenas, B. J. Culotta, J. A. M. Hepperle, T. H. Warren, B. Schirmer, S. Grimme, A. Studer, C. G. Daniliuc, R. Fröhlich, J. L. Petersen, G. Kehr, G. Erker, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10156–10168.
- 11M. Sajid, A. Klose, B. Birkmann, L. Y. Liang, B. Schirmer, T. Wiegand, H. Eckert, A. J. Lough, R. Fröhlich, C. G. Daniliuc, S. Grimme, D. W. Stephan, G. Kehr, G. Erker, Chem. Sci. 2013, 4, 213–219.
- 12A. J. P. Cardenas, B. J. Culotta, T. H. Warren, S. Grimme, A. Stute, R. Fröhlich, G. Kehr, G. Erker, Angew. Chem. 2011, 123, 7709–7713;
10.1002/ange.201101622 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 7567–7571.
- 13
- 13aE. Otten, R. C. Neu, D. W. Stephan, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9918–9919;
- 13bR. C. Neu, E. Otten, A. Lough, D. W. Stephan, Chem. Sci. 2011, 2, 170–176.
- 14D. W. Stephan, Org. Biomol. Chem. 2012, 10, 5740–5746.
- 15
- 15aT. Soós, Pure Appl. Chem. 2011, 83, 667–675;
- 15bD. W. Stephan, S. Greenberg, T. W. Graham, P. Chase, J. J. Hastie, S. J. Geier, J. M. Farrell, C. C. Brown, Z. M. Heiden, G. C. Welch, M. Ullrich, Inorg. Chem. 2011, 50, 12338–12348;
- 15cJ. Paradies, Synlett 2013, 24, 777–780.
- 16
- 16aA. Hamza, A. Stirling, T. A. Rokob, I. Papai, Int. J. Quantum Chem. 2009, 109, 2416–2425;
- 16bT. A. Rokob, I. Bako, A. Stirling, A. Hamza, I. Papai, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4425–4437;
- 16cT. A. Rokob, A. Hamza, I. Papai, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10701–10710;
- 16dS. Grimme, H. Kruse, L. Goerigk, G. Erker, Angew. Chem. 2010, 122, 1444–1447; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 1402–1405;
- 16eB. Schirmer, S. Grimme, Chem. Commun. 2010, 46, 7942–7944.
- 17Für eine ausführliche Studie zur H2-Aktivierung durch sechs verschiedene FLPs, siehe Lit. [16b].
- 18
- 18aV. Sumerin, F. Schulz, M. Nieger, M. Leskela, T. Repo, B. Rieger, Angew. Chem. 2008, 120, 6090–6092;
10.1002/ange.200800935 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6001–6003;
- 18bV. Sumerin, K. Chernichenko, M. Nieger, M. Leskela, B. Rieger, T. Repo, Adv. Synth. Catal. 2011, 353, 2093–2110;
- 18cP. A. Chase, T. Jurca, D. W. Stephan, Chem. Commun. 2008, 1701–1703;
- 18dS. J. Geier, P. A. Chase, D. W. Stephan, Chem. Commun. 2010, 46, 4884–4886;
- 18eT. Mahdi, Z. M. Heiden, S. Grimme, D. W. Stephan, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4088–4091.
- 19
- 19aP. A. Chase, D. W. Stephan, Angew. Chem. 2008, 120, 7543–7547;
10.1002/ange.200802596 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7433–7437;
- 19bD. Holschumacher, T. Bannenberg, C. G. Hrib, P. G. Jones, M. Tamm, Angew. Chem. 2008, 120, 7538–7542;
10.1002/ange.200802705 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7428–7432;
- 19cS. Kronig, E. Theuergarten, D. Holschumacher, T. Bannenberg, C. G. Daniliuc, P. G. Jones, M. Tamm, Inorg. Chem. 2011, 50, 7344–7359.
- 20
- 20aJ. M. Farrell, J. A. Hatnean, D. W. Stephan, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15728–15731;
- 20bM. A. Dureen, A. Lough, T. M. Gilbert, D. W. Stephan, Chem. Commun. 2008, 4303–4305;
- 20cE. R. Clark, A. Del Grosso, M. J. Ingleson, Chem. Eur. J. 2013, 19, 2462–2466.
- 21
- 21aY. T. Zhang, G. M. Miyake, E. Y. X. Chen, Angew. Chem. 2010, 122, 10356–10360; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 10158–10162;
- 21bG. Ménard, L. Tran, D. W. Stephan, Dalton Trans. 2013, 42, 13685–13691;
- 21cG. Ménard, D. W. Stephan, Angew. Chem. 2012, 124, 8397–8400;
10.1002/ange.201203362 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 8272–8275;
- 21dS. Roters, C. Appelt, H. Westenberg, A. Hepp, J. C. Slootweg, K. Lammertsma, W. Uhl, Dalton Trans. 2012, 41, 9033–9045.
- 22G. Eros, H. Mehdi, I. Papai, T. A. Rokob, P. Kiraly, G. Tarkanyi, T. Soós, Angew. Chem. 2010, 122, 6709–6713;
10.1002/ange.201001518 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6559–6563.
- 23
- 23aD. J. Chen, Y. T. Wang, J. Klankermayer, Angew. Chem. 2010, 122, 9665–9668; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 9475–9478;
- 23bD. J. Chen, J. Klankermayer, Chem. Commun. 2008, 2130–2131;
- 23cG. Ghattas, D. J. Chen, F. F. Pan, J. Klankermayer, Dalton Trans. 2012, 41, 9026–9028;
- 23dY. B. Liu, H. F. Du, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6810–6813.
- 24
- 24aG. Eros, K. Nagy, H. Mehdi, I. Papai, P. Nagy, P. Kiraly, G. Tarkanyi, T. Soós, Chem. Eur. J. 2012, 18, 574–585;
- 24bT. Mahdi, J. N. del Castillo, D. W. Stephan, Organometallics 2013, 32, 1971–1978.
- 25
- 25aL. Greb, P. Oña-Burgos, A. Kubas, F. C. Falk, F. Breher, K. Fink, J. Paradies, Dalton Trans. 2012, 41, 9056–9060;
- 25bH. D. Wang, R. Fröhlich, G. Kehr, G. Erker, Chem. Commun. 2008, 5966–5968.
- 26
- 26aP. Spies, S. Schwendemann, S. Lange, G. Kehr, R. Fröhlich, G. Erker, Angew. Chem. 2008, 120, 7654–7657;
10.1002/ange.200801432 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7543–7546;
- 26bS. Schwendemann, R. Fröhlich, G. Kehr, G. Erker, Chem. Sci. 2011, 2, 1842–1849.
- 27P. Spies, G. Erker, G. Kehr, K. Bergander, R. Fröhlich, S. Grimme, D. W. Stephan, Chem. Commun. 2007, 5072–5074.
- 28aB. Inés, D. Palomas, S. Holle, S. Steinberg, J. A. Nicasio, M. Alcarazo, Angew. Chem. 2012, 124, 12533–12536;
10.1002/ange.201205348 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12367–12369;
- 28bL. Greb, C. G. Daniliuc, K. Bergander, J. Paradies, Angew. Chem. 2013, 125, 5989–5992;
10.1002/ange.201210175 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 5876–5879;
- 28cJ. A. Nicasio, S. Steinberg, B. Ines, M. Alcarazo, Chem. Eur. J. 2013, 19, 11016–11020.
- 29
- 29aL. Greb, P. Oña-Burgos, B. Schirmer, S. Grimme, D. W. Stephan, J. Paradies, Angew. Chem. 2012, 124, 10311–10315;
10.1002/ange.201204007 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 10164–10168;
- 29bL. Greb, S. Tussing, B. Schirmer, P. Oña-Burgos, K. Kaupmees, M. Lokov, I. Leito, S. Grimme, J. Paradies, Chem. Sci. 2013, 4, 2788–2796.
- 30L. J. Hounjet, C. Bannwarth, C. N. Garon, C. B. Caputo, S. Grimme, D. W. Stephan, Angew. Chem. 2013, 125, 7640–7643;
10.1002/ange.201303166 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7492–7495.
- 31Y. Segawa, D. W. Stephan, Chem. Commun. 2012, 48, 11963–11965.
- 32
- 32aF. L. Ramp, E. J. Dewitt, L. E. Trapasso, J. Org. Chem. 1962, 27, 4368–4372;
- 32bE. J. Dewitt, L. E. Trapasso, F. L. Ramp, J. Am. Chem. Soc. 1961, 83, 4672.
- 33A. Stute, G. Kehr, R. Fröhlich, G. Erker, Chem. Commun. 2011, 47, 4288–4290.
- 34D. J. Chen, V. Leich, F. F. Pan, J. Klankermayer, Chem. Eur. J. 2012, 18, 5184–5187.
- 35
- 35aC. Fan, L. G. Mercier, W. E. Piers, H. M. Tuononen, M. Parvez, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9604–9606;
- 35bA. Y. Houghton, V. A. Karttunen, C. Fan, W. E. Piers, H. M. Tuononen, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 941–947.
- 36
- 36aZ. Lu, Z. Cheng, Z. Chen, L. Weng, Z. H. Li, H. Wang, Angew. Chem. 2011, 123, 12435; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 12227;
- 36bG. I. Nikonov, S. F. Vyboishchikov, O. G. Shirobokov, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5488–5491.
- 37D. J. Parks, W. E. Piers, G. P. A. Yap, Organometallics 1998, 17, 5492–5503.
- 38Y. Wang, W. Chen, Z. Lu, Z. H. Li, H. Wang, Angew. Chem. 2013, 125, 7644–7647; Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7496–7499.
- 39K. Chernichenko, A. Madarasz, I. Papai, M. Nieger, M. Leskela, T. Repo, Nat. Chem. 2013, 5, 718–723.
- 40K. Chernichenko, M. Nieger, M. Leskela, T. Repo, Dalton Trans. 2012, 41, 9029–9032.
- 41
- 41aC. Chen, F. Eweiner, B. Wibbeling, R. Fröhlich, S. Senda, Y. Ohki, K. Tatsumi, S. Grimme, G. Kehr, G. Erker, Chem. Asian J. 2010, 5, 2199–2208;
- 41bC. Rosorius, G. Kehr, R. Fröhlich, S. Grimme, G. Erker, Organometallics 2011, 30, 4211–4219.
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