Chiral Iron-N4-Complexes for Asymmetric C-H Aminations

Aufgrund der geringen Toxizität und des hohen Vorkommens von Eisen auf der Erde haben günstige und chirale Eisen-basierte Katalysatoren viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Jedoch gibt es noch keine Beispiele für die direkte Verwendung einfacher und leicht erhältlicher chiraler Eisenkatalysatoren für die Aktivierung von C-H-Bindungen, um enantioselektiv C-N-Bindungen zu bilden. Diese Arbeit thematisiert die enantioselektive, katalytische Aminierung von anspruchsvollen sekundären und tertiären C-H-Bindungen mittels chiraler N4-Eisenkatalysatoren, wobei diese Reaktion den Zugang zu einer Reihe unnatürlicher α-Aminosäuren ermöglicht. Dies stellt einen neuen Ansatz zur Darstellung solcher α-Aminosäuren dar. In den ersten Abschnitt wurde eine Reihe von chiralen, N4-Eisenkatalysatoren synthetisiert und erfolgreich auf die asymmetrische Aminierungsreaktion sekundärer C-H-Bindungen angewandt. Unsere Methode verwendet einfach zugängliche Carbonsäuren als Substrate, die zunächst mit einem Nitrogenierungs-Reagenz umgesetzt und anschließend in einer hoch regio- und enantioselektiven, Eisen-katalysierten C(sp3)-H-Aminierung eingesetzt wurden. Diese unkomplizierte Methode zeigt einen sehr breiten Anwendungsbereich, einen schnellen Zugang zu optisch aktiven α-Aminosäuren mit Aryl, Allyl- und Alkylseitenketten und ermöglicht ebenfalls die stereoselektive late-stage Aminierung von Carbonsäure-haltigen Arzneimitteln und Naturstoffen. Im dritten Abschnitt wird über eine unkomplizierte zweistufige Synthese von nicht-racemischen α,α-disubstituierten α-Aminosäuren durch eine enantiokonvergente, 1,3-migratorische Nitren-C(sp3)-H-Insertion berichtet. Leicht verfügbare, racemische, α-verzweigte Carbonsäuren werden DCC/EDCI-gekuppelt, um racemische Azanylester bereitzustellen, die eine Umlagerung in nicht-racemizsche, N-Troc-geschützte α,α-disubstituierte Aminosäuren eingehen, katalysiert durch einen einfach zu lagernden und robusten chiralen Eisenkatalysator. α,α-Disubstituierte Aminosäuren mit einer Arylgruppe in α-Position können in Ausbeuten von bis zu 99% und mit bis zu 88% ee dargestellt werden. Ausgewählte Beispiele zeigen, dass durch Umkristallisation der Enantiomerenüberschuß auf 99% ee verbessert werden kann.