Chirale Ionische Flüssigkeiten in der homogenen Katalyse

Motivation und Hintergrund
1 MOTIVATION UND HINTERGRUND
Ziel der asymmetrischen Synthese ist die Herstellung enantiomerenreiner oder -angereicherter
Produkte. Dies ist vor allem für pharmazeutische und agrochemische Produkte von großer Bedeutung,
[1, 2]
da in vielen Fällen nur eines der Enantiomere den erwünschten, physiologischen Effekt erzielt.
Daher entwickelte sich ein starkes Interesse von industriellen und akademischen
Forschungseinrichtungen an der asymmetrischen Synthese enantiomerenreiner Wirkstoffe. Zur
Darstellung enantiomerenreiner Verbindungen kann auf verschiedene Methoden zurückgegriffen
werden: [3]
- Auftrennen der racemischen Verbindung über Kristallisation diastereomerer Addukte,
[4, 5]
chirale Chromatographie oder (dynamische) kinetische Racematspaltung
- Verwendung chiraler Edukte aus dem chiral pool als chirale Bausteine für die
Synthese enantiomerenangereicherter Zielmoleküle
- Einsatz chiraler Reagenzien (z.B. Katalysatoren) bei der Reaktion prochiraler
Substrate in der asymmetrischen Synthese
Obwohl die asymmetrische Katalyse in den vergangen zwanzig Jahren eine unglaubliche Entwicklung
erfahren hat, haben es bisher nur wenige Verfahren zur Umsetzung in den industriellen Maßstab
gebracht und es werden hier weiterhin vorzugsweise Trennmethoden angewandt. [6, 7] Es gilt daher in
der Forschung zur asymmetrischen Katalyse mehr über die Wirkungsweise der homogenen
Katalysatoren und den Einfluss der Reaktionsbedingungen in Erfahrung zu bringen. Aufbauend auf
diesem Grundlagenwissen ließen sich anschließend praktikable und ökonomische Ansätze suchen,
die auch den Einsatz der homogenen Katalyse in der Industrie interessant machen.
In der asymmetrischen Synthese werden prochirale Substrate eingesetzt und durch einen Träger der
chiralen Information zu enantiomerenangereicherten Produkten umgesetzt. Dieser Chiralitätsträger
kann hierbei ein Reaktand [8, 9] , der Katalysator [10, 11] oder das Lösungsmittel [12] sein. Großes Interesse
hat in den letzten Dekaden die asymmetrische Katalyse auf sich gezogen, da in diesem Fall durch das
Verwenden einer kleinen Menge enantiomerenreinen Katalysators die chirale Information zur
Herstellung einer großen Menge optisch aktiven Produktes verwendet werden kann. Dieses Verfahren
entspricht der chemischen Multiplikation von Chiralität. [13] Die Entwicklung und die Möglichkeiten der
homogenen, enantioselektiven Katalyse werden im weiteren Verlauf dieser Arbeit anhand konkreter
Beispiele vorgestellt.
Neben den großen Erfolgen in der asymmetrischen Synthese mittels chiraler
enantiomerenangereicherter Substrate und Reagenzien einerseits und enantioselektiver
Katalysatoren andererseits scheinen die chiralen Lösungsmittel bis in die Neunziger nur eine
untergeordnete Rolle zu spielen. Das Potenzial neuer, chiraler Reaktionsmedien soll im Folgenden
näher erläutert werden (s. Kap. 2.1).
Die Synthese und Einsatzmöglichkeiten chiraler Lösungsmittel werden seit über 30 Jahren erforscht.
Dabei ist interessant, dass sich ihre Anwendung vorrangig auf den Einsatz als NMR-Shift-Reagenzien
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