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Asymmetric Organocatalysis - From Biomimetic Concepts to Applications in Asymmetric Synthesis

Albrecht Berkessel, Harald Gröger

Gebunden, 440 Seiten
1. Auflage, 2005
ISBN: 3-527-30517-3
Wiley-VCH

Beschreibung

Asymmetric catalysis represents still one of the major challenges in modern organic chemistry. Besides the well-established asymmetric metal-complex-catalysed syntheses and biocatalysis, the use of "pure" organic catalysts turned out to be an additional efficient tool for the synthesis of chiral building blocks. In this handbook, the experienced authors from academia and industry provide the first overview of the important use of such metal-free organic catalysts in organic chemistry. With its comprehensive description of numerous reaction types, e.g., nucleophilic substitution and addition reactions as well as cycloadditions and redox reactions, this book targets organic chemists working in industry and academia, and deserves a place in every laboratory.

Besprechung

Die enantioselektive Darstellung von Verbindungen ist ein zentrales Thema gegenwärtiger Forschung. Ein Arsenal an metallbasierten und biokatalytischen Methoden steht zur Verfügung, wobei Preis, Verfügbarkeit und Toxizität der Katalysatoren auf der einen Seite und die aufwändige Verfahrensentwicklung auf der anderen Seite weitere, alternative Methoden notwendig machen. Das Feld der Organokatalysatoren - metallfreie Verbindungen, welche mehrheitlich aus C, H, O, N, S und P zusammengesetzt sind - blieb lange Zeit unbeachtet. Auch wenn schon zu Beginn des 20. Jahrhunderts erste enantioselektive, organokatalytische Umsetzungen beschrieben wurden, so wurde den später entwickelten Übergangsmetallkatalysatoren mehr Aufmerksamkeit zuteil.

Vorteile der Organokatalysatoren sind ihre relative Unempfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff, die gute Verfügbarkeit kostengünstiger Verbindungen und die geringe Toxizität, was gerade in der Produktion pharmazeutischer Zwischenprodukte ein grosser Vorteil gegenüber den meisten Übergangsmetallkatalysatoren bedeutet. Erste Publikationen durch MacMillan, List, Denmark, Jacobson haben den Weg ab dem Jahr 1990 geebnet. Es wurden hoch enantioselektive Umsetzungen vorgestellt, welche den metallkatalysierten Reaktionen in Ausbeute und Selektivität nahezu ebenbürtig waren. Das wachsende Interesse an Organokatalyse spiegelt sich nach dieser "Grundsteinlegung" in der rapiden Zunahme von Veröffentlichungen aus einer wachsenden Zahl von Arbeitsgruppen wieder. Ein erster Überblick in Buchform liegt nun mit dem hier besprochenen "Asymmetric Organocatalysis - From Biomimetic Concepts to Applications in Asymmetric Synthesis" vor.

Albrecht Berkessel und Harald Gröger haben in meinen Augen die richtige Mischung zwischen Einleitung, allgemeinen Erklärungen und Beispielsreaktionen aus der aktuellen Literatur gefunden. Die Prinzipien der Organokatalyse werden verständlich erklärt, es folgen Kapitel mit wichtigen Reaktionstypen (z.B. nucleophile Addition an C=O-Doppelbindungen). Auch diese Kapitel beinhalten eine Einleitung, einen historischen Abriss älterer Methoden und die aktuellen Reaktionen in einer logischen Abfolge. Einige Reaktionsmechanismen werden detailliert erläutert, und es fällt auf, dass die meisten Umsetzungen mit konkreten Beispielen illustriert werden, was die Substratbreite klar vor Augen führt. Im Anhang finden sich zudem einige typische Organokatalysatoren und ihre bislang beschriebenen Anwendungsgebiete. Diese Zusammenstellung beinhaltet sozusagen ein Basis-Set an kostengünstigen Screening-Kandidaten für bislang nicht beschriebene Reaktionen.

Der klare Aufbau des Buches und die detaillierte Besprechung einzelner Reaktionen macht es äusserst wertvoll für Studenten und Chemiker, welche sich für das Gebiet der Organokatalyse interessieren. Da der Fokus auf immens wichtigen Basis-Reaktionen der organischen Chemie liegt, sollte das Buch auch in keiner Bibliothek fehlen.

Inhalt

Introduction
General Mechanistic Considerations
Nucleophilic Substitution at Aliphatic Carbon
Nucleophilic Addition to Electron-deficient C=C Double Bonds
Nucleophilic Addition to C=N Double Bonds
Nucleophilic Addition to C=O Double Bonds
Nucleophilic Addition to Unsaturated Nitrogen
Cycloaddition Reactions
Protonation of Enolates and Tautomerization of Enols
Oxidation
Reduction of Carbonyl Compounds
Kinetic Resolution of Racemic Alcohols and Amines
Desymmetrization and Kinetic Resolution of Anhydrides
Large-Scale Applications
Appendix: Tabular Survey of Organo-Catalysts, Synthesis and Application