Gegenionengesteuerte Kontrolle der Konformation von Titanocenen und neuartige Titanocen-katalysierte Zyklisierungen von Quinazolinonen

Abstract

Im ersten Teil dieser Arbeit wird ein neues Konzept für die Synthese von enantiomerenreinen Titanocenen vorgestellt. Dabei wird die Rotation um die (C₅H₄R)-Ti-Achse ausgenutzt, welche eigentlich die schnelle Racemisierung der Komplexe nach sich zieht. Sterisch anspruchsvolle Gegenionen verhindern diese Rotation allerdings vollständig. Achirale Komplexe können so in einem simplen Schritt durch die Einführung der kommerziell erhältlichen enantiomerenreinen Camphersulfonsäure desymmetrisiert werden. In Abhängigkeit des verwendeten Sulfonsäure-Enantiomers entsteht so ein enantiomerenreines planar chirales Titanocen. Umfangreiche Analytik der Titanocene und den gebildeten Komplexen durch NMR-Spektroskopie, Einkristallstrukturanalyse und DFT-Berechnungen bestätigt dieses Konzept eindeutig. Der selektivitätsbestimmende Schritt der Bildung dieser chiralen Titanocene ist ermittelt worden und außerdem konnte die Auswirkung der verschiedenen Cp-Substituenten auf die absolute Konfiguration der Komplexe geklärt werden. Der höhere Substitutionsgrad am α-Kohlenstoff des Cp-Substituenten ist entscheidend für die absolute Konfiguration des Titanzentrums. <br/> Der zweite Teil der Arbeit befasst sich mit der titanocenkatalysierten Arylierung und der Stoffgruppe der Quinazolinone und Dihydroquinazolinone. Die Nachfrage nach diesen Substanzklassen steigt aufgrund ihrer vielversprechenden biologischen Aktivitäten kontinuierlich und ist Ansporn für die Entwicklung simpler und nachhaltiger Synthesemethoden. Die atomökonomische, titanocenkatalysierte Arylierung zur Umlagerung von Epoxiden erweist sich dabei als besonders geeigneter Ansatz. Sie ermöglicht nicht nur eine Erweiterung des Anwendungsbereichs dieser Methodik, sondern erlaubt zugleich das Ausloten der Grenzen der Titanocenchemie und die Erschließung einer neuen Strukturklasse. Anfängliche Ungereimtheiten konnten geklärt werden und der bisher ungewöhnliche Reaktionsablauf durch geschickte Screeningreaktionen aufgeklärt und so der Zugang zu wertvollen Dihydroquinazolinon-Motiven ermöglicht werden. Die gewonnenen Erkenntnisse über die jeweiligen Reaktionspartner wurden zur Anpassung der Reaktionsbedingungen genutzt und so ein stimmiger neuartiger Katalysezyklus postuliert. NMR-Studien geben Aufschluss über das bevorzugt gebildete Diastereomer der Zyklisierung und mehrere tolerierte Substitutionsmuster und die Möglichkeit weiterer Funktionalisierungen deuten mögliche Anwendungen bei der Synthese von Arzneimitteln an. Die Forschung innerhalb dieser Arbeit kann somit in Zukunft als Grundstein für die Weiterentwicklung dieses Systems genutzt werden.