Felkin-Anh Problem

[Benedikt]

Hallo,
ich habe mit einer „Felkin-Anh-Modell“ Reaktion Probleme:
Die Reaktion und meine Überlegung zum Angriff des Nucleophils sind unter http://www.students.uni-marburg.de/~Sammet/felkin.gif im Netz. (M= Mittelgroßer Substituent / L= Large Substituent). Ich erhalte, denke ich, das falsches Diastereomer.
Grundsätzlich handelt es sich um die Reaktion eines Aceton-Enolates (LDA in THF) mit einem chiralen (Alpha-Position) Aldehyd. Laut Literatur gilt: „Die Reaktion läuft formal über die weniger gehinderte diastereotope Seite des nicht chelatisierten Aledehydes und gibt ein (S,R)-anti Beta-hydroyketon nach Felkin-Anh.“ Das bedeutet für mich übersetzt, dass keine Zimmermann-Traxler Aldolreaktion stattfindet, sondern ein offener Übergang.
Es wäre für mich sehr hilfreich, wenn jemand seine Meinung zu der Stereochemie (Was ist der größte Ligand?) und dem Reaktionsmechanismus (offener Übergangszustand?) äußern würde.
Vielen Dank für die Hilfe!
Schöne Grüße
Benedikt

[alpha]

Hallo,

Ich muss gestehen: Ich weiss nicht, was eine Zimmermann-Traxler Aldolreaktion ist. - Und was du mit offenem Übergangszustand meinst, weiss ich auch nicht so genau... Ich denke, der Aromat ist der grössere/anspruchsvollere Substituent in Bezug auf den fraglichen Übergangszustand. - ABER: Die Frage ist ja eigentlich nicht, welcher grösser ist, sondern welche stärker Elektronen zieht - Dürfte aber, meiner Meinung nach, auch der Brom-Aromat sein, bin mir aber nicht vollkommen sicher

Du hast also eigentlich einen "klassischen" Felkin-Anh Übergangszustand. Und darin kommt, wenn ich mich richtig erinnere, der grösste Substituent senktrecht zur Ebene aus dem C und der Carbonylfunktion zu liegen - so, wie du es gezeichnet hast. - Aber: Du kannst die Carbonylebene ja auch umgekehrt zeichenen: O und H vertauschen - das könnte eigentlich, im Falle eines Aldehyds sterisch günstiger sein, denke ich.



Grüsse
alpha

[AV]

Die andere Variante ist aber unwahrscheinlicher, weil die gezeichnete die Konformation mit der geringsten sterischen Behinderung des Angriffswinkels ist ... der gute alte Dünitz-Bürgi-Winkel ... 107° zur CO-Gruppe oder zumindest so um den Dreh ...

Übrigens kommt es hier tatsächlich auf die Grösse an, nicht so sehr auf die elektronenziehenden Effekte ... die sind ja relativ gleicht, egal wie es steht ...
ich würde aber so aus dem Bauch heraus sagen, die BOC-Gruppe ist sterisch anspruchsvoller als der Phenylring ...

[alpha]

Der gute alte Bürgi-Dünitz-Winkel... Ja, den habe ich unter den Tisch gekehrt - weil ich nie eine Begründung für ihn erhielt! - Aber wenn du sagst, das sei sterisch viel besser für den Angriff, so glaube ich dir das.

Was jedoch deine, AV, andere Aussage betrifft, möchte ich dir nur halb recht geben: Die richtige Hälfte: Ja, es ist doch die N-Boc-Gruppe, die als "L" genommen werden sollte. Aber: Nein, es ist nicht die Grösse, die entscheidend ist: Grösse ist bei Cram-Produkt entscheidend.
Für Felkin-Anh ist es hingegen die "electron-withdrawing-group", klassischerweise ein Sauerstoff oder Stickstoff am alpha-C-Atom zur Carbonylgruppe, hier ein Stickstoff. Dass der Stickstoff die Elektronen (offensichtlich, sonst wäre die Antwort ja nicht (S,R)...) stärker anzieht, als der bromierte Aromat, erkläre ich mir dadurch, dass der Stickstoff, geschützt mit Boc eine positive Partialladung trägt und der Bromsubstituent erst noch meta steht, also seine Wirkung am wenigsten ausüben kann... Irgendwie so, würde ich es mir jetzt zurechtlegen...


Grüsse
alpha

[Meo]

Guten Abend,

also, dazu kurz... Das Felkin-Anh-Modell gründet auf dem Cram-Modell. Bei der klassifizierung der Gruppen ist tatsächlich nur die "Grösse" entscheidend, bei der annäherung des nucleophils, das "normalerweise" antiperiplanar ankommt, spielen in der Tat stereoelektronische Effekte eine Rolle. Hier kann es nämlich sein, dass auf Grund von HOMO/LUMO WW die Annäherung aus einer anderen Richtung erfolgt.

Vor diesem Hintergrund würde ich sagen, dass dein Ansatz richtig sein müsste. Nu kann ich dir aber nicht sagen, in wie weit deine BOC PG elektronische Effekte ausübt...

Das Zimmermann-Traxler_Modell ist im Prinzip nur eine andere Betrachtungsweise für das gleiche Ding....

Gruss

Meo

[Benedikt]

Vielen Dank für die ausführliche Diskussion. Ich wollte noch auf eine andere Besonderheit eingehen:
Das Felkin-Anh Modell hat mit dem Zimmermann-Traxler Übergang in meinen Augen hier nur wenig zu tun. Da es bei letzterem ja um die energetisch günstigste Form eines Sechring-Übergangszustand (mit chelatisierende Metall) handelt. Hat jemand eine Idee warum bei der potentiellen Aldol-Addition kein Zimmermann-Traxler durchlaufen wird (siehe auch "nicht chelatisierend" in der Quelle)?
Schöne Grüße
Bene

[alpha]

Weil Lithium eine mässige Lewis-Säure ist, was bedeutet, dass der Chelat-Komplex nur gebildet wird, wenn der alpha-Stickstoff sterisch ungehindert ist. - Die Boc-Gruppe ist jedoch ziemlich gross, was dazu führt, dass kein stabiler Li-Chelat-Komplex entstehen kann. - Soviel zum nicht-chelatisierend.

Weshalb Felkin-Anh und nicht Zimmermann-Traxler weiss ich nicht mit Bestimmtheit, vermute jedoch, dass der Felkin-Anh-Übergangszustand energetisch günstiger (und einfacher zu erreichen) ist auf Grund der EWG Stickstoff, als der Zimmermann-Traxler-ÜZ.


Grüsse
alpha

[AV]

Ich will ja nichts sagen, aber es wird ein Zimmermann-Traxler-Übergangszustand durchlaufen ... und Lithium koordiniert eigetnlich ziemlich gut ...
Das Felkin-Ahn-Modell dient hier nur dazu, herauszufinden, auf welcher Seite der Carbonylgruppe das Enolat angreift. Hast Du diese Seite einmal bestimmt, kannst Du den entsprechenden Zimmermann-Traxler-ÜZ zeichnen ... wie gesagt, der geschlossene ÜZ wird durchlaufen, Du schaltest nur ein anderes Modell vor, um zu sehen, aus welcher Konformation heraus ...

[alpha]

Iund Lithium koordiniert eigetnlich ziemlich gut ...

Und wie erklärst du dir dann, dass Felkin-Anh und nicht Cram-Chelat gebildet wird? - Vielleicht, weil du das Lithium für den Zimmermann-Traxler-ÜZ brauchst und keinen Überschuss hast und das Li "lieber" beim Enolat-Sauerstoff bleibt, als den Cram-Chelat-Komplex zu bilden?

Stimmt: Felkin-Anh/Cram-Chelat sind unabhängig von Zimmermann-Traxeler


Grüsse
alpha

[Benedikt]

Wir sind an einem wichtigen Punkt:
Kommt es zu einem 6-Ring Übergangszustand oder nicht. Ist dies vielleicht zu verneinen, weil die beiden großen Substituenten zu einer energetisch sehr schlechten 6-Ringstruktur führen würden? Es ist aber klar, dass Lithium-Kationen normalerweise zu einem Zimmermann-Traxler-Übergang führen (auch in dem verwendeten Lösungsmittel).

[AV]

Und wie erklärst du dir dann, dass Felkin-Anh und nicht Cram-Chelat gebildet wird? -

Naja, abgesehen davon, dass das Produkt hier in beiden Fällen wohl das selbe wäre ... Cram-Chelat-ÜZ sind relativ anfällig für grosse Substituenten an der zweiten Koordinationsstelle, was hier das N wäre ...

@Benedikt:
Wie gesagt: ja, es kommt zum Z-T-ÜZ