Steuerbare endo/exo‐Selektivität in direkten katalytisch‐ asymmetrischen 1,3‐dipolaren Cycloadditionen mit polyfunktionellen Lewis‐Säure‐/Azolium‐Aryloxid‐Katalysatoren Article Swipe
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· 2025
· Open Access
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· DOI: https://doi.org/10.1002/ange.202508024
· OA: W4410829805
Kurzzusammenfassung Die katalytisch‐asymmetrische 1,3‐dipolare Cycloaddition (1,3‐DCA) mit Iminoestern als Ylid‐Vorstufen liefert einen effektiven Ansatz zur Synthese stereochemisch komplexer, biologisch relevanter Pyrrolidine. Obwohl frühere Studien bereits beeindruckende Stereoselektivitäten erzielten, ist die katalytische Produktivität eine Herausforderung, da die Umsatzzahlen (TON) typischerweise unter 20 lagen. In diesem Artikel stellen wir ein innovatives Konzept für katalytische 1,3‐DCA vor, welches eine bemerkenswerte Produktivität sowohl für endo ‐Produkte (TON bis zu 4000) als auch für die anspruchsvolleren exo ‐Produkte (TON bis zu 1500) ermöglicht. Dieser Ansatz nutzt modulare polyfunktionelle Lewis‐Säure‐/Azolium‐Aryloxid‐Katalysatoren, um eine präzise Kontrolle der endo ‐ und exo ‐Diastereoselektivität zu erreichen. Der Wechsel von der endo ‐ auf exo ‐Selektivität wird durch Modifizierung des Metallzentrums, der Azoliumeinheit und sterischer Faktoren erreicht. Detaillierte DFT‐Studien zeigen, dass sowohl die endo ‐ als auch die exo ‐selektiven Katalysatorsysteme eine nahezu perfekte räumliche Ausrichtung ihrer wichtigsten funktionellen Einheiten aufweisen, was ein einzigartiges Zusammenspiel von Brønsted‐Säuren und ‐Basen, Lewis‐Säuren und Wasserstoffbrücken‐Bindungen ermöglicht. Darüber hinaus zeigen die computerbasierten Studien, dass diese polyfunktionellen Katalysatoren die energetischen Barrieren der konzertierten bzw. schrittweisen Cycloadditionsschlüsselschritte erheblich senken. Sie orchestrieren und beschleunigen jedoch auch alle begleitenden Umwandlungen, ähnlich wie Enzyme.