1976 D . Seebach, V . Ehrig und M . Teschner 1357 Liebigs Ann. Chem. 1976, 1357-1369

Erzeugung und Reaktionen des chiralen Lithiumenolats von ( +)-(S)-3-Me t h yl-2-pent anon 1 92)

Dieter Seebach*j, Volkev Ehrig und Manfred Teschner

Institut fur Organische Chemie der Universitat Karlsruhe

Institut fur Organische Chemie der Universitat GieDen, Heinrich-Buff-Ring 58, D-6300 GieDen

Eingegangen am 19. Januar 1976

~

(+)-(S)-3-Methyl-2-pentanon (1) wurde aus den leicht zuganglichen Verbindungen 4-7 bekannter absoluter Konfiguration und optischer Reinheit iiber die Dithiane 8 und 9 herge- stellt. Dabei wurde bewiesen, daD die nucleophile Substitution von Bromid durch die 1,3- Dithian-2-ylanionen zu iiber 90% unter Inversion ablauft. GroOere Mengen 1 stellten wir aus der cc-Methylbuttersaure 10a und Methyllithium her. Lithiumdiisopropylamid iiberfhhrt 1 in das Enolat 2, wobei maximal 10 % Racemisierung eintritt. Mit Elektrophilen (Alkyljodide, Carbonsaurechloride, Aldehyde, Ketone) setzt sich 2 zu den optisch aktiven Ketonen 12,13, 15 und 16 um. Im Falle der Aldolreaktion mit Propionaldehyd zu 15b entsteht das neue Asymmetriezentrum zu 15 % bevorzugt R-konfiguriert.

Generation and Reactions of the Chiral Lithium Enolate of ( +)-(S)-3-Methyl-2-pentanone L2)

(-+)-(S)-3-Methyl-2-pentanone (1) was synthesized from the readily available compounds 4-7 of known absolute configuration and optical purity. One route used nucleophilic acyla- tions with 1,3-dithian-2-ylanion converting 5 to 8 and 9 with more than 90% inversion of configuration. Large amounts of 1 were prepared by reaction of the acid 10a with methyl- lithium. Lithium diisopropylamide generates the enolate 2 from 1 with less than 10% racemi- zation. Electrophiles (alkyl iodides, acyl chlorides, aldehydes, ketones) combine with 2 to give the optically active ketones 12, 13, 15, and 16. For the aldol addition leading to 15b we showed that the newly formed asymmetric center has (R)-configuration (1 5 % induction).

Unter kinetischer Enolatbildung lassen sich Ketone mit Lithiumdiisopropylamid am weniger hoch substituierten a-C-Atom depr0tonieren3~4). Wir wollten priifen, ob es moglich ist, das a-verzweigte, optisch aktive, (S)-konfigurierte Methylketon 1,

*) Korrespondenz bitte an diesen Autor richten. 1) V. Ehrig, aus der Diplomarbeit, Univ. Karlsruhe 1971 und M . Teschner, aus der Diplom-

und Doktorarbeit, Univ. GieRen 1972 bzw. 1975. 2) Zum Teil vorlaufig mitgeteilt: la) D . Seebach und D . SteinniiiNer, Angew. Chem. 80, 617

(1968); Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 7,619 (1968). - 2b) D. Seebach, D . Steinniullerund F. Denzath, Angew. Chem. 80, 618 (1968); Angew. Chem., lnt. Ed. Engl. 7,620(1968). - 2c) D. Seebach und V. Ehrig, Angew. Chem. 84, 107 (1972); Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 11, 127 (1972).

3) M . Schlosser und G . Heinz, Chem. Ber. 102, 1944 (1969); H . 0. House, L. J . Czuba, M. Gall und H. D . Olmstead, J. Org. Chem. 34, 2324 (1969).

4) D . Seebach und M . Teschner, Chem. Ber. 109, 1601 (1976).

1358 D . Seebach, V. Ehrig und M. Teschner 1976

welches in Reinsubstanz innerhalb von zwei Wochen bei Raumtemperatur zu etwa 25 % racemisierts), uber das Enolat 2 zu hoher substituierten sec-Butylketonen 3 unter Erhaltung der optischen Aktivitat umzusetzen.

I 2 3

A. Herstellung von optisch aktivem (+)-(S)-3-Methyl-2-pentanon (1)

1) Nuch der Dithiunmethode6): Wir beschritten zwei unabhangige Wege [a) und b)], die von den leicht zuganglichen optisch aktiven Alkoholen (+)-(S)-2-Butanol (4) oder (-)-(S)-2-Methyl-l-butanol(6) ausgehen. Sie sollten uns auch Auskunft iiber die Stereochemie der Alkylierung von 1,3-Dithian-2-yllithium sowie uber die Hydroly- sierbarkeit von Dithianen zu leicht racemisierbaren, a-verzweigten Ketonen geben.

la) Der Alkohol 4 wurde rnit Phosphortribromid in 5 ubergefuhrt, das mit dem 1,3-Dithian-2-yllithium zu 8 alkyliert wurde; erneute Metallierung von sec-Butyl- dithian 8 und Methylierung mit Methyljodid lieferten das Dithianderivat 9 des ge- wunschten Ketons. Setzte man 5 mit 2-Methyl-l ,3-dithian-2-yllithium um, so erhielt man direkt das Produkt 9.

4 5 6 7

8 9 10a: X = OH lob: X = C1

1 b) Der Garungsamylalkohol 6 wurde zum Aidehyd 7 oxidiert, dessen vorsich- tige saurekatalysierte Umsetzung rnit 1,3-Propandithiol ebenfalls Verbindung 8 ergibt, die wie unter a) zu 9 alkyliert wurde.

Durch Hydrolyse von 9 unter neutralen Bedingungen ( s . Experimenteller Teil), bei der das gebildete Produkt sofort in einem Stickstoffstrom aus dem Reaktionsgemisch in eine Kuhlfalle getrieben wurde, erhielten wir das optisch aktive Keton 1, und zwar auf beiden Wegen das (+)-(S)-Enantiomere.

Zum sterischen Verlauf der Reaktionen lafit sich folgendes feststellen: Die nucleo- philen Substitutionen 5 4 und 5+9 verlaufen unter Inversion.

5 ) L. Lardicci und R. Rossi, Atti SOC. Toscana Sci. Nat. Pisa, P. V. Mem. Ser. B 69, 22 (1962)

6) 6a) D. Seebach, Synthesis, 1969, 17. ~ 6b) D . Seebach und E. J . Corey, J. Org. Chem. 40, [C. A. 63, 9795 (1965)l.

231 (1975).

1976 Chirales Lithiumenolat von (+)-(S)-3-Methyl-2-pentanon 1359

Bei der Uberfuhrung des Aldehyds 7 in das Dithian 8 und anschlieRender Hydro- Iyse zuruck zu 7 tritt insgesamt ein Aktivitatsverlust von ca. 5 % ein2a,6a). Wenn man die in der Literatur angegebenen Drehwerte fur die optisch reinen Verbindungen 1 und 4-7 (s. Tabelle 1) zugrundelegt, ergeben sich fur die optisch reinen Dithiane 8 und 9 die in Tabelle 1 angegebenen a,-Hochst- und a,-Mindestwerte. Auf den Wegen 5+8+9+1, 5+9+l und 7+8&+9+1 treten Gesamtverluste an optischer Reinheit von 5 %, 0.5 % bzw. 9 % auf.

2) Aus ( +)-(S)-2-Methylbuttersaurederivaten: Von den klassischen Verfahren zur Uberfuhrung von Carbonsauren in Methylketone unter Kettenverlangerung um ein C-Atom wurde die Reaktion des Saurechlorids 10b rnit Zink-7) oder Cadmiummethyl- verbindungen 8) oder die des Lithiumsalzes der Carbonsaure 10a mit Methyllithium9) bereits zur Herstellung des optisch aktiven Ketons 1 angewendet 10). Wir benutzten die letztgenannte Reaktion fur die Darstellung groI3erer Mengen 1, was uns mit 10-15 % Verlust an optischer Reinheit gelang 11) (siehe die in der Literatur angegebenen Dreh- werte fur die optisch reinen Verbindungen in Tabelle 1 und den experimentellen Teil). Ketonproben wurden kurzzeitig in einer Tiefkuhltruhe bei -30°C aufgehoben.

B. Herstellung von Losungen des Enolats 2 und Umsetzung rnit Elektrophilen zu Derivaten vom Typ 3

1) Erzeugung des Enolats 2 aus dern Keton 1 unter geringem Verhst der optischen Aktivitat und Uberfiihrung von 2 in den Silylenolather 11 : Durch tropfenweise Zugabe des Ketons 1 zu einer bei -78°C geruhrten Losung von Lithiumdiisopropylamid in absolutem Toluol, schneiles Abziehen von etwa zwei Dritteln des Losungsvolumens bei -30°C Badtemperatur und Versetzen rnit absolutem Tetrahydrofuran bei -78"C, erhieIten wir aminfreie12) Losungen des Enolats 2, mit denen wir samtliche hier beschriebenen Versuche durchfuhrten. Hydrolysiert man eine solche Losung mit der berechneten Menge waiBriger Salzsaure, so kann man das Keton 1 mit maximal 10proz. Verlust a n optischer Aktivitat zuruckisolieren. Silylierung des Enolats lie- ferte in 76proz. Ausbeute den Silylenolather 11, von dem wir annehmen, daR er eben- falls unter maximal LOproz. Aktivitatsverlust entsteht. Er ist ein - im Gegensatz

7) P . D . Bartlett und C. H . Staii.fer, J. Amer. Chem. SOC. 57, 2580 (1935). 8) H. Gilrnan und A . Nelson, Rec. Trav. Chim. Pays-Bas 55, 518 (1936); J. Cason, Chem.

Rev. 40, 15 (1947); A . P. Desai, 1. G . Vasi und K . A . Thaker, J . Indian Chem. SOC. 47, 117 (1970).

9) H. Gilman und P. R . van Ess, J. Amer. Chem. SOC. 55,1258 (1933); C. Tegner, Acta Chem. Scand. 6, 782 (1952); M. J. Jorgenson, Org. Reactions, 1. Aufl., Bd. 18, S. 1, Wiley, New York 1970; C. Djerassi und L. E. Celler, J. Amer. Chem. SOC. 81, 2789 (1959).

10) Lardicci und Rossi stellten 1 durch Umsetzung des Aldehyds 7 rnit Methylmagnesium- bromid und anschliedende Oxidation des erhaltenen sekundaren Alkohols rnit Dichromat dar; s. Lit.5).

11) Die anderen Verfahren erfordern wenigstens einen Reaktionsschritt mehr. Mit der Zink- Methode erhielten wir das Keton unter 15proz. Aktivitatsverlust, aber in zu geringer chemischer Ausbeute; rnit der Cadmium-Methode war die chemische Ausbeute gut, die Racemisierungen lagen jedoch bei 60 %.

12) Schlosser und Heinz (siehe Lit.3)) haben dieses Verfahren fur die Herstellung aminfreier Enolat-Losungen zur Umsetzung rnit FClO3 ausgearbeitet.

1360 D . Seebach, V. Ehrig und M. Teschner 1976

zum Keton - bei Raumtemperatur optisch stabiler Vorlaufer fur das Enolat 2, zu dem er nach der Methode von Stork und Hudrlik13) mit Methyllithium gespalten werden kann.

Lith,umd~iropropylanlid 1 -

HI

11

12a: R = CH, 12b: R = C2H5

H CH,

2) Alkylierung des Enolats 2 mit Methyl- und AthyZjodid: Bei -100°C wurde die Enolat-Losung mit den Alkyljodiden versetzt, worauf man langsam bis auf Raum- temperatur erwarmen lie& Die in guten Ausbeuten isolierten kettenverlangerten Ketone 12 sind optisch aktiv. Nach dem fur das optisch reine Athylketon 12a in der Literatur (s. Tabelle 1) angegebenen spezifischen Drehvermogen besitzen Ausgangs- keton 1 und Produkt 12a die gleiche optische Reinheit.

3 ) Acylierungen von 2 zu den 1,j-Diketonen 13 und Darstellung der chiralen Kom- plexe 14: Die [2:l]-Umsetzung des Enolats 2 mit Carbonsaurechloriden bei -78°C fuhrte zu den P-Diketonen 13a- d. Eine konkurrierende 0-Acylierung zu den Enol- acylderivaten beobachteten wir unter diesen Bedingungen nicht. Die Diketone 13b und 13c wurden entsprechend auch aus Pinakolon- bzw. Acetophenonenolat und dem Saurechlorid 10b hergestellt. Sie liegen teilweise oder ausschliel3lich (s. Experimen- teller Teil) in der Enolform vor und konnten uber die Cu(I1)-Komplexe von 14 gerei- nigt werden. Die Eu(III)-Komplexe14) von 14, deretwegen wir ursprunglichZC) das Enolat 2 hergestellt hatten, sind sehr gut in Tetrachlorkohlenstoff loslich und ver- schieben die 1H-NMR-Signals der enantiomeren (I-Phenylathy1)amine verschieden starkls) (CHrGruppe bis 0.3 ppm). Wirksamere und allgemein anwendbare chirale Verschiebungsreagenzien wurden von anderen Arbeitsgruppen16) entwickelt und ha- ben sich inzwischen zur Bestimmung der optischen Reinheit und fur andere interes- sante Anwendungen auf dem Gebiet der Stereochemie durchgesetzt 17).

13) G. Stork und P. F. Hudrlik, J. Amer. Chem. SOC. 90,4462,4464 (1968); andere Methoden: E. S. Binkley und C . H. Heathcock, J. Org. Chem. 40, 2156 (1975); I . Kuwajima und E. Nakamura, 3 . Amer. Chem. SOC. 97, 3257 (1957).

14) K . J. Eisentraut und R. E. Sievers, J. Amer. Chem. SOC. 87, 5254 (1965). 15) C. C. Hinckley, J . Amer. Chem. SOC. 91, 5160 (1969). 16) Siehe z. B. : 16a) G . M . Whitesides und D . W. Lewis, J. Amer. Chem. Soc. 92,6979 (1970). -

16b) H. L. Goering, J. N. Eikenberry und G. S. Koernier, J. Amer. Chem. SOC. 93, 5913 (1971). - 1 6 ~ ) R . R. Fraser, M. A. Petit und J. K . Saunders, J. C. S . Chem. Commun. 1971, 1450.

17) Fur zusammenfassende Darstellungen siehe: A. Mannschreck, Nach. Chem. Tech. 23, 295 (1975); M. D . McCreary, D . W. Lewis, D . L . Wernick und G . M. Whitesides, J. Amer. Chem. SOC. 96, 1038 (1974); H. L. Goering, J . N . Eikenberry, G . S . Koernier und C . L. Lattimer, J. Amer. Chem. SOC. 96,1493 (1974); B. C. Mayo, Chem. SOC. Rev. 2,49 (1973); R. von Ammon und R. D . Fischer, Angew. Chem. 84, 737 (1972); Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 11,675 (1972); J.-P. B igu i , Bull. SOC. Chim. Fr. 1972, 2073; M. R. Peterson, Jr. und G. H. Wahl, Jr., J. Chem. Educ. 49,790 (1972); A. F. Cockerill, G. L. 0. Davies, R . C. Harden und D. M . Rackham, Chem. Rev. 73, 553 (1973); R. E. Sievers, Nuclear Magnetic Re- sonance Shift Reagents, Academic Press, New York 1973.

1976 Chirdles Lithiumenolat von (+)-(S)-3-Methyl-2-pentanon 1361

13, 14

a b

-

C

d

13 14

4) Gemischte Aldolreaktionen von 2 rnit Aldehyden und Ketonen; eine I,B-asym- metrische Induktion: Versetzt man Losungen von Enolat 2 bei -100°C Badtempera- tur rnit Aldehyden (Acetaldehyd, Propionaldehyd, Benzaldehyd) oder einem Keton wie Cyclohexanon und fiigt bei der tiefen Temperatur 15 Minuten nach beendeter Zugabe die berechnete Menge Chlorwasserstoff (als eingestellte Losung in wasser- freiem Tetrahydrofuran) zu, so erhalt man in 65- bis 8Oproz. Ausbeute die gemisch- ten, optisch aktiven Aldole 15 und 16; sie lassen sich im Hochvakuum unzersetzt und ohne Racemisierung destillieren. Auf diese Weise kann man also den Umweg iiber die Imidenolatels) zu gezielten Aldolen vermeiden. House19) und Stork 20) haben, wahrend unserer Arbeiten im Gang waren1.2), unabhangige Untersuchungen uber die direkte Synthese solcher gemischter Aldole aus optisch inaktiven Vorlaufern publiziert.

R?y.p& H CH,

15 16

R ' O H 0

*R

15b : R' = H 15b': R' = COCH,

17.: R = CH( CH,)C2H~, R' = COCK3 17b: R = CH,, R' = H

Wichtig zur Vermeidung von Eliminierungen zu Aldolkondensationsprodukten und von Folgereaktionen der einmal gebildeten Addukte 15 und 16 mit OLi statt OH, sowie ~ im hier vorliegenden Fall - von Racemisierungen, ist nach unseren Erfah- rungen die tiefe Reaktionstemperatur und die exakte Neutralisation mit wasserfreier Saure vor dem Aufwarmen und der Aufarbeitung.

18) G. Witrig, H . D. Fronimeld und P. Suchanek, Angew. Chem. 75, 978 (1963); G. Stork

19) H. 0. House, S . Crumrine, A . Y. Terunishi und H . D. Olmsteud, J. Amer. Chem. SOC.

20) G. Stork, G. A . Kraus und G. A . Garciu, J . Org. Chem. 39, 3459 (1974).

und S. Dowd, J. Amer. Chem. SOC. 85, 2178 (1963).

95, 3310 (1973).

Liebigs Ann. Chem. 1976, Heft 718 88

1362 D . Seebach, V . Ehrig und M . Teschner 1976

Die Aldehydaddukte 15 sollten in zwei diastereonieren Formen anfallen, je nach- dem, in weIcher Konfiguration das neue Asymmetriezentrum entsteht. Eine Trennung von Diastereomeren war bei der Kurzwegdestillation der flussigen Aldole 15 nicht zu erwarten. Aus den IH-NMR-Spektren war kein eindeutiger Hinweis auf das Vorlie- gen zweier Verbindungen zu entnehmen. So erschien das a-Hydroxyproton des aus Benzaldehyd erhaltenen 15c als sauberer X-Teil eines ABX-Spinsystems; erst Zusatz von 80 Mol- % des chiralen Verschiebungsreagenz Tris[3-(heptafluorpropylhydroxy- methylen)-d-campherato]europium (111) 16c) zur Tetrachlorkohlenstoflosung von 15c ergab drei getrennt meBbare Multipletts fur den X-Teil, deren lntegration allerdings keine verlaBliche Aussage uber das Diastereomerenverhaltnis zulieB. Wir entschlossen uns daher zu einem chemischen Abbau zu einer Verbindung bekannter optischer Reinheit und absoluter Konfiguration. Hierzu wahlten wir das Derivat 15b aus, das nach Acetylierung zu 15b durch Baeyer-Villiger-Oxidation in das Derivat 17a der P-Hydroxypentansaure ubergefuhrt wurde. Umesterung mit Methanol lieferte unter Abspaltung des vom chiralen Enolat stammenden sec-Butylrestes den Hydroxyester 17b mit dem spezifischen Drehvermogen [a]ko = -1.76' (c = 1.2, CC14). Der Dreh- sinn beweist durch Vergleich mit Angaben in der Literatur 21) die R-Konfiguration.

Tabelle 1. Drehvermogen der eingesetzten und hergestellten optisch reinen Verbindungen Zur Ermittlung der angegebenen Drehwerte

fur die neuen Verbindungen siehe experimentellen Teil.

Verbindung Drehwert Lit.

(+)-(S)-3-Methyl-2-pentanon (1) (+)-(S)-2-Butanol (4) (-)-(R)-2-Brombutan (5) (-)-(Sb2-MethvI-l-butanol (6)

ialfP + 28.3" (ohne Losungsmittel)

(+j-(i)-2-Meth;lbutanal (7)' ' (-)-(S)-2-(l-Methylpropyl)-l,3-dithian (8) ( -)-(S)-2-Methyl-2-( 1 -metbylpropyl)-

(+)-(S)-2-Methylbutansaure (10a) (+)-(S)-2-Methylbutansaiurechlorid (10 b) ( +)-(S)-3-Methyl-2-trimethylsilyloxy-

(+)-(S)-4-Methyl-3-hexanon (12a) (+)-(S)-3-Methyl-4-heptanon (12 b) (+)-(S)-l , I ,1,2,2,3,3-Heptafluor-7-methyl-

(+)-(S)-2,2,6-TrimethyIoctan-3,5-dion (13 b) (+)-(S)-4-Methyl-1-phenylhexan-

( 1 )-(SS)-3,7-Dimethylnonan-4,6-dion (13d) ( -1.)-(S)- 1 - ( I -Hydroxycyclohexy1)-3-inethyl-

(-)-(R)-3-Hydroxypentanslure-

1,3-dithian (9)

1-penten (11)

nonan-4,6-dion (13a)

1,3-dion (13c)

2-pentanon (16)

methylester (17 b)

. ._ [a]Lo -t 13.83" (ohne Losungsmittel) [a]ks - 35.7" (ohne Losungsmittel) [ a ] b - 5.82" (ohne Losungsmittel) [a]Lz + 34.5" (ohne Losungsmittel) [a]&0 - 2.76" (ohne Losungsmittel)

a:" - 37.9" ( I = 1 dm, pur)

[oc]ks + 19.8" (ohne Losungsmittel) [a13 + 18.87" (ohne Losungsmittel) [a]&0 + 16.2" (c - 5. I , Aceton)

[a]&0 + 32.2" (ohne Losungsmittel) [a19 + 17.5" ( c : 1.8, Diathylather) a'," + 29.7" ( I = 1 dm, pur)

a26 t 32.2" ( I = I dm, pur) akU + 47.1" ( I = I dm, pur)

[a]g' t 61.7' ( C ~ 5, CC14) [a]:' i 28 35 (c 0.7, Aceton)

aku - 18.6" ( I = I din, pur)

21) T. Tanabe und Y. fzumi, Bull. Chem. SOC. Jap. 46, 1550 (1973). 22) W. Kirmse und W. Gruber, Chem. Ber. 106, 1365 (1973). 23) J . Kenyon, H . Phillips und V. P . Pittmnnn, J . Chem. SOC. 1935, 1072. 24) P . Salvadorr, L . Lardicci und M. Stagi, Rlc. Sci. 37, 990 (1967). 2 5 ) W. Kirmse und H . Arnold, Chem. Ber. 104, 1800 (1971). 26) L . Lardicci, C . Battistini und R. Menicagli, J. C. S . Perkin I 1974, 344. 27) F. Nerdel und E. Henkel, Chem. Ber. 86, 1002 (1953).

1976 Chirales Lithiurnenoh von (+)-(S)-3-Methyl-2-pentanon 1363

Die optische Reinheit wurde rnit dem oben erwahnten chiralen Europiumkomplex 1H-NMR-spektroskopisch zu 15 i 3 % errnittelt (bezogen auf optisch reines Keton 1 ; s. Experimenteller Teil). Dies ist also der Grad der 1,4-asyrnmetrischen Induktion bei der Addition des Enolats 2 an die enantiotopen Seiten von Propanal bei -100°C.

Wir danken dem Fonds der Chemischen Industrie, der Deutsehen Forsehungsgenieinsehaft (Projekte Se 158/3, 4, 5 und 6) und der Firma Schunk und Ebe (GieDen) fur finanzielle Unter- stiitzung. Den Damen und Herren A. Schunke (Elementaranalysen), W. Lowenstein (Gas- chromatogramme), W. Kreiling (NMR-Spektren), E. Sauerwein (IR-Spektren) und U. Sehleen- becker (Anfertigung des Manuskriptes) am hiesigen Institut sind wir ebenfalls fur ihre Hilfe zu Dank verpflichtet.

Experimenteller Teil Schmelzpunkte: Tottoli-Apparat der Fa. Buchi rnit Anschutzthermometern, Bereich 50°C

(1/5"-Eichung). - Brechungsindices: Abbe-Refraktometer der Fa. Zeiss. - IR-Spektren: Gerat Perkin-Elmer 225. - 1H-NMR-Spektren: Gerate Varian A 60 und T 60 sowie Jeol- Minimar 100 (TMS innerer Standard). - Drehwerte: Perkin-Elmer-Spektralpolarimeter 141. - Gaschromatogramme: Gerate Perkin-Elmer 900 G C und Varian Aerograph 1440-1. - Uber die Reinigung von Losungsmitteln und die Techniken bei der Durchfiihrung der hier beschriebenen Versuche sei auf friihere Mitteilungen28) aus unserem Laboratorium verwiesen.

Ausgangsverbindungen: Losungen von Methyl- und Butyllithiiim wurden von der Fa. Metallgesellschaft bezogen. Trimethylchlorsilan wurde uns freundlicherweise von der Firma Bayer AG zur Verfugung gestellt; es wurde vor der Verwendung frisch destilliert. 1,3-Di- thian29) und 2-Methyl-l,3-dithian6) stellten wir nach Literaturangaben her.

(+ j-(S)-2-Butanol (4) : Hergestellt durch Racematspaltung des Phthalsaurehalbesters mit (-)-Brucin30) und anschlieBende alkalische Hydrolyse31). Ausb. 45 x ; [u]g = + 3.82" (c = 3, CH30H), danach optische Reinheit: 27.7%23).

(-)-(R)-Z-Brombulun (5 ) : Hergestellt aus 4 und Phosphortribromid32). Ausb. 68 lose Flussigkeit; [&]Lo = -8.39" (ohne Losungsm.), danach zu 23.4% optisch rein24).

farb-

(-)-(S)-2-Methyl-l-butunol(6): Dieses ist zu 20-30% in Garungsamylalkohol enthalten, aus dem es durch mehrfache fraktionierende Destillation optisch rein erhalten wird 33 a)

(s. Tabelle 1).

(+)-/S)-2-Methyfbutanal (7): 1.25 mol (110 g) 6 werden bei 73"C/200--210 Torr inner- halb von 15 min mit einer Losung von 0.4 mol (115 g) Kaliumdichromat in 680 ml Wasser und 95 ml konz. Schwefelsaure versetzt; das iibergehende Destillat wird in einer auf -50°C gekuhlten Vorlage aufgefangen. Man halt weitere 15 min bei 75°C und bricht dann die Destil- lation ab. Das Destillat wird mit Natriumchlorid bis zur Sattigung versetzt. Man trennt die organische Phase ab, trocknet uber NazS04 (p. a.) und erhalt so eine Mischung ca. 2:1 aus 6 und 7, die roh zu 8 weiterverdrbeitet werden kann. Drehwert des optisch und cheniisch reinen 7 in Tabelle 1 (Dichte33 b) : di0 = 0.9552).

28) D . Seebach und D . Enders, Chem. Ber. 108, 1293 (1975); s. auch Lit.4). 29) E. J. Covey und D . Seebach, Org. Syn. 50, 72 (1970). 30) A . W . Ingersoll, Org. Reactions, 2, 376 (1962). 31) M. M. Sprung und E. S . WaNis, J. Amer. Chem. SOC. 56, 1715 (1934). 32) G . K . Helmkamp, C . D . Joel und H . Sharman, J . Org. Chem. 21, 844 (1956). 33) 33a) P. Pino, L . Lardicci und L. Ceutoni, J. Org. Chem. 24, 1339 (1959). - 33b) L . Lardicci

und R. Rossi, Atti. SOC. Toscana Sci. Nat. Pisa P. V. Mem. Ser. A 68, 23 (1961). 88'

1364 D . Seebach, V . Ehrig und M . Teschner 1976

(+)-(S/-2-Methylbutansuure (1Oa) : Hergestellt aus 6 durch Oxidation mit Kaliumper- ( I = 1 dm, pur), danach zu 97% optisch rein26).

(+)-(S)-2-Methylbutunsiiurechlorid (lob): 100 mmol (10.2 g) 10a rnit 97proz. optischer Reinheit werden in Anteilen rnit 120 mmol (14.3 g) gereinigtem Thionylchlorid versetzt. Die Reaktionsgase werden durch einen schwachen, dicht uber die Fliissigkeitsoberflache gelei- teten Argonstrom standig abgefiihrt. Man erwarmt innerhalb 1 h auf 70°C und halt bei dieser Temp. bis zur Beendigung der Gasentwicklung. AnschlieDend wird destilliert. Ausb. 8.39 g (72%) farblose Flussigkeit; Sdp. 11 5"C/760 Torr (Lit.26): 115"C/760 Torr), [a]ko = + 17.7" (ohne Losungsm.), danach zu 94.5 % optisch rein26) (Dichte26): d,25 = 1.0388).

manganat34). Ausb. 80%; aho = $- 18.21

(+)-(S/-3-Methyl-2-pentanon (1) nach der Dithiuninethode

1) ( -)-(S)-2-(l-Methylpropyl) -1,3-dithian (8)

l a ) Aus 5 : Eine Losung von 10 mmol (1.2 g) 1,3-Dithian in 40 ml absolutem T H F wird bei -50°C mit 10 mmol n-Butyllithium-Losung versetzt und dann 4 h bei -2OOC gehalten. Nach dem Abkiihlen auf -78°C gibt man 11 mmol (1.51 g) 5 mit 23.4proz. optischer Rein- heit zu und laBt dann unter Argoniiberdruck verschlossen 2 Tage bei -20°C und 1 Tag bei 0°C stehen. Aufgearbeitet wird durch EingieDen in Wasser, Extrahieren rnit Methylendi- chlorid und Trocknen uber K2C03. Nach dem Einengen wird destilliert. Ausb. 0.61 g (35 %) farblose Flussigkeit; Sdp. 68"C/0.6 Torr (Lit.2a): 67 -7O"C/O.6 Torr), n g = 1.5382 (Lit.2a): 1.5384) Dichteza): d,20 = 1.0504, akO = -0.68" ( I = 1 dm, pur), unter der Voraussetzung, daD kein Verlust an optischer Reinheit wahrend der Reaktion eingetreten ist, betragt der Drehwert von optisch reinem 8: = -2.9" ( I = 1 dm, pur), [a]kO = -2.76" (ohne Lo- sungsmittel).

C8H16S2 (176.3) Ber. C 54.48 H 9.15 Gef. C 54.53 H 9.01

1 b) Aus 7 : Die Herstellung erfolgte wie in Lit.2aI6a) angegeben. Geht man von einem Aldehyd rnit 84proz. optischer Reinheit aus, erhait man 8 mit ako = -2.32" (1 = 1 dm, pur), was auf reinen Aldehyd umgerechnet einen Drehwert fur optisch reines 8 von ako = -2.79" ( I = 1 dm, pur) entspricht. Der Drehwert von 8 hangt sehr empfindlich von geringen Mengen Verunreinigungen a b und wurde nach wenigstens zwei Destillationen bestimmt.

Hydrolyse von 8 zu 7: In einem 500-ml-Vierhalskolben rnit KPG-Ruhrer, Innenthermo- meter und Gaseinleitungsrohr erwarmt man 90 mmol (15.8 g) 8 rnit .Lo = -2.32" ( I = 1 dm, pur), 350 ml Triglykol, 120 ml Wasser, 180 mmol (47.5 g) Quecksilber(I1)-chlorid und 100 mmol (17.2 g) Cadmiumcarbonat 4 h auf 60-80°C und treibt dabei den gebildeten Aldehyd rnit einem mll3igen Stickstoffstrom durch einen Liebigkuhler und eine Vorlage von 0°C in drei in Reihe geschaltete Kiihlfallen (-78"C, -78"C, -140°C). Die Kondensate werden vereinigt. Die wal3rige Phase wird rnit Natriumchlorid geslttigt und abgetreont, das Produkt iiber Na2S04 (p. a.) getrocknet. Ausb. 5.48 g (74%) farblose Fliissigkeit; Sdp. 91 -92OC/760 Torr (Lit.33b): 91.5"C/760 Torr), nLo = 1.3878 (Lit.33b): 1.3869), [ct]ko = t27 .4" (ohne Losungsm.), 79.3proz. optisch rein25). Der Aktivitatsverlust auf dem Weg 7+8+7 betragt 4.7 %. Durch Vergleich der Drehwerte der auf verschiedenen Wegen erhaltenen Pro- ben von 8 findet man fur den Schritt 7+8 ca. 4 % optischen Verlust.

2) ( -) - ( S ) -2-MethyI-2-(1 -methylpropyl) - I ,3-dithian (9) 2a) Aus 8: 30 mmol (5.3 g) 8 rnit Drehwert akO = --2.32" (I = 1 dm, pur) werden in 60 ml

absolutem THF bei -50°C mit 30 mmol n-Butyllithium-Losung versetzt. Man halt 3 h bei -2O"C, kiihlt auf -78°C ab und gibt 32 mmol(4.54 g) Methyljodid zu Uber Nacht laBt man

34) K. Freudenberg und W . Lwowski, Liebigs Ann. Chem. 594, 76 (1955).

1976 Chirales Lithiumenolat von (+)-(S)-3-Methyl-2-pentanon 1365

auf Raumtemp. erwarmen, gieRt auf Wasser und extrahiert rnit Methylendichlorid. Nach Trocknen iiber K2CO3 wird eingeengt und destilliert. Ausb. 5.4 g (95 %) farblose Fliissigkeit; Sdp. 62"C/0.3 Torr, a:" = -28.3" ( I = 1 dm, pur). - IH-NMR (CC14): 2-Methylprotonen bei 6 = 1.51 ppm (s), restliche Protonen bei 6 = 0.73-2.15 (m) und 2.64-2.93 ppm (m).

C ~ H I ~ S ~ (190.4) Ber. C 56.78 H 9.53 Gef. C 57.04 H 9.18

2b) Aus 5 : Analog der Vorschrift zur Herstellung von 8 aus 5 werden je 10 mmol 2-Me- thyl-1,3-dithian und 23.4proz. optisch reines 5 umgesetzt. Ausb. 1.04 g (58%) farblose Flus- sigkeit; a:" = -8.86" (/ : 1 dm, pur), [a];0 = -7.38" (c = 2.1, CC14).

Aus Versuch 2a) errechnet sich fur optisch reines 9 ein Drehwert von trio = -35.4" ( I =

1 dm, pur), aus Versuch 2b) von ag = -37.9" ( I = 1 dm, pur), jeweils unter der Annahme, daB bei der Reaktion keine Racemisierung eingetreten ist (siehe Hydrolysen, nachste Ver- suche).

3) Hydrolyse yon 9 zu 1 : In einem 2-Liter-Vierhalskolben rnit KPG-Riihrer, Innenthermo- meter und Gaseinleitungsrohr erwirmt man 190 mmol (37.5 g) 9 rnit a': = -24" ( I = 1 dm, pur), 800 ml Triglykol, 260 mi Wasser, 380 mrnol (103.8 g) Quecksilber(I1)-chlorid und 230 mmol (40 g) Cadmiumcarbonat 4 h auf 60-80°C und treibt dabei das gebildete Keton rnit einem maRigen Stickstoffstrom durch einen Liebigkuhler und eine Vorlage von 0°C in drei in Reihe geschaltete Kuhlfallen ( -78T , -78"C, - 140°C). Die gesammelten Konden- sate werden vereinigt. Die waRrige Phase wird mit Natriumchlorid gesattigt und abgetrennt, das Produkt iiber Na2S04 (p. a.) getrocknet. Ausb. 14.8 g (80%) farblose Fliissigkeit; n:' =

1.3998 (Lit.35): 1.4002), ak5 = $14.5" ( I = 1 dm, pur), Dichtes): d,zO = 0.8103. Die so iso- lierte Ketonprobe ist 63.2proz. optisch rein (s. Tabelle 1); das eingesetzte Dithian 9 muB mindestens die gleiche optische Reinheit gehabt haben, woraus sich ein Mindestdrehwert von

- -37.9" (I : 1 dm, pur) fur optisch reines 9 errechnet, also derselbe Wert wie durch Korrelation rnit dem Bromid 5 (s. oben 51.9).

a 2 5 -

($)-(S)-3-Methyl-2-pentanon (1) aus (+)-(S)-2-Methylbuttersaure (10a) und Methyllithium: 70 mmol (7.14 g) 10a rnit 97proz. optischer Reinheit werden rnit 350 ml absolutem Diathyl- ather verdiinnt, auf -78°C abgekuhlt und mit 70 mmol Methyllithium-Losung versetzt. Ein dichter weiRer Niederschlag von Lithiumcarboxylat fallt aus. Man halt 90 min bei -3OOC und tropft dann weitere 70 mmol der Methyllithium-Losung zu. Die entstehende klare, gelb- liche Losung wird 3 h bei 0°C gehalten. In 50-ml-Anteilen entnimmt man die Reaktionslosung und gibt sie tropfenweise in eine heftig geriihrte Mischung aus 50 ml Diathylather und 100 ml Pufferlosung aus je 0.2 M Dinatriumhydrogen- und Natriumdihydrogenphosphat. Die ver- einigten atherischen Phasen werden mit Wasser gewaschen, uber Na2S04 (p. a.) getrocknet, eingeengt und durch eine 12-cm-Fullkorperkolonne destilliert. Ausb. 5.1 g (72 %) farblose Fliissigkeit; a'," : +18.9" ( I = 1 dm, pur), danach 8 2 . 5 ~ ~ 0 2 . optisch rein22). - Das Keton 1 lieB sich auch ohne Racemisierung durch praparative G C reinigen. (Saule: SE 30, 150 cm X

6 mm; Sadentemp. : 50"C, Injektor- und Detektortemp. : 140"C, Tragergas: Helium).

Lithium-2-metliyl-I-methylenbutanolut 2 von ( + ) -(S)-3-Methy1-2-pentanon (1) : In einem 50-ml-Rundkolben werden unter Argon 10 mmol (1.01 g) Diisopropylamin (uber KOH destilliert) und 10 ml absolutes Toluol auf -20°C gekiihlt und mit I 0 mmol n-Butyllithium- Losung versetzt. Man halt 15 min bei dieser Temp. und weitere I5 min bei 0°C. Beim erneu- ten Abkuhlen auf -78°C fallt Lithiumdiisopropylamid als weiBer Feststoff aus (vgl. d a m

35) R . C. Wenst, Handbook of Chemistry and Physics, 55. Aufl., CRC-Press, Cleveland, Ohio 1974.

1366 D . Seebach, V . Ehrig und M. Teschner 1976

Lit.12)). Man gibt 10 mmol (1 .O g) 1 zu und engt die Reaktionslosung unterhalb -30°C auf 1/3 ihres Volumens ein. Nach Verdiinnen mit 20 ml absolutem T H F konnen die unten ange- fiihrten Umsetzungen vorgenommen werden.

(+)-(S/-3-Methyl-2-trimetl~ylsilyloxy-l-penten (11): Eine -40°C kalte Losung von 10 mmol 2 (s. oben) wird rnit einer gekiihlten Spritze tropfenweise zu einer -78°C kalten Losung von 10 mmol (1.08 g) Trirnethylchlorsilan in 5 ml THF gegeben. Nach 30 min wird der Ansatz in gesattigte waRrige Natriumchlorid-Losung gegossen. Man extrahiert rnit Di- athylather, trocknet rnit Na2S04 (p. a,), engt ein und destilliert. Ausb. 1.32 g (76%) farblose Flussigkeit; Sdp. 15OoC/760 Torr, nh0 = 1.4129; [a]$n = 1-13.85" (c = 5.1, Diathylather). - Da das eingesetzte 1 eine optische Reinheit von 8 5 . 5 % hatte, errechnet sich unter der An- nahme, daB bei dieser Umsetzung keine Racemisierung eingetreten ist, fur optisch reines 11 : [CC]$~ = 1-16.2" (c = 5.1, Diathylather). - IH-NMR (CC14): Olefinische Protonen bei 6 =

3.91 ppm (d), Trimethylsilylprotonen bei 8 = 0.18 ppm (s), restliche Protonen bei S =

0.73- 1.95 ppm (m). nach praparativer C C (Siiule: SE 30, Saulentemp.: 6S"C, Injektor- und Detektortemp.: 170"C, Tragergas: Helium).

Alkylierungen von 2. - Allgemeine Vorschrift: Auf - 100°C abgekiihlte Losungen von 2 (s. oben) werden rnit der aquimolaren Menge Alkyljodid versetzt. Uber Nacht kI3t man auf Raumtemp. erwarmen, gieBt dann in Pufferlosung aus je 0.2 M Natriumdihydrogen- und Dinatriumhydrogenphosphat, extrahiert mit Diathylather, trocknet uber Na2S04 (p. a.), engt ein und destilliert.

fJrj-fSI-4-Methyl-3-hexanon (12a): Aus 10 mmol (1.01 g) 1 mit einer optischen Reinheit von 76.8 "/, und 10 mmol (1.42 g) Methyljodid erhalt man 0.93 g (80%) farblose Fliissigkeit; Sdp. 134--135"C/760 Torr (Lit.35): 135"C/760 Torr), nbo = 1.4080 (Lit.35): 1.4069, [a]:' =

+24.72" (c = 2.5, Diathylather), umgerechnet auf optisch reines Keton 1 ergibt sich [a]$0 =

+32.18" (c = 2.5, Diathylather) [Lit.27): [a]$0 + 32.2" (ohne Losungsm.), nach praparativer G C (Saule: SE 30, Saulentemp. : 5 0 T , Injektor- und Detektortemp.: 150"C, Tragergas: Helium).

(+)-(S)-3-Methyl-4-heptanon (12b): Aus 10 mmol (1.01 g) 1 mit einer optischen Reinheit von 85.5 "/, und 10 mmol (1.56 g) Athyljodid erhalt man 0.91 g (70%) farblose Fliissigkeit; Sdp. 154-155°C/760Torr (Lit.35): 155"C/760Torr), [=]in = +12.52" (c = 1.8, Diathylather), [a]$* = + 17.5" (c = 1.8, Diathylather) bez. auf optisch reines 1, nach praparativer G C (Saule: SE 30, Saulentemp.: 80°C Injektor- und Detektortemp.: 185"C, Tragergas: Helium).

Umsetzungen von 2 mit Saurechloriden und Hersf ellung der Metallkomplexe 14. - Allgemeine Vorschriff: Auf -78°C abgekiihlte Losungen von 2 (s. oben) werden rnit der halben molaren, 1 : I rnit T H F verdiinnten Menge Saurechlorid versetzt. Nach Erwarmen der Badtemp. auf - 10°C gieBt man in eine eisgekiihlte Mischung aus waoriger Kochsalz-Losung, verd. Salz- saure und Pentan. Die abgetrennte organische Phase wird mit Natriumhydrogencarbonat- Losung und Wasser geschiittelt, iiber NaZS04 (p. a.) getrocknet, eingeengt und destilliert. - Die Metallkomplexe 14 wurden nach Lit.36) (Kupferkomplexe) oder nach Lit.14) (Europium- komplexe) hergestellt.

(+)-(S)-1,1,1,2,2,3,3-HeptcrJiuor-7-methylnon~n-4,6-dion (13a): Aus 20 mmol (2.02 g) 1 mit 60proz. optischer Reinheit und 10 mmol (2.32 g) Heptafluorbutansaurechlorid erhalt man 1.42 g (48 %, bgz. auf Saurechlorid) gelbliche Flussigkeit; Sdp. 74 -76"C/20 Torr; nkn =

1.3832, = +17.8" ( I = 1 dm, pur), unter der Annahme, daB bei dieser Reaktion keine Racemisierung eingetreten ist, errechnet sich fur die optische reine Verbindung der in Tabelle 1 angegebene Drehwert. - IH-NMR (CC14): Hydroxylproton der Enolform bei 6 = 14.8 ppm

36) J . T. A d a m und C. R . Hnrtser, J. Amer. Chem. SOC. 66, 1220 (1944).

1976 Chirales Lithiumenolat von (+)-(S)-3-Methyl-2-pentanon 1367

(s), vinylisches Proton der Enolform bei 8 = 5.94 ( s ) ppm, restliche Protonen bei 8 = 0.75 bis 2.55 ppm (m); Enolgehalt : 100 %.

C10HllF702 (296.2) Ber. C40.55 H 3.74 Gef. C40.56 H 3.70

Europiumkomplex 14a: Ausb. 45% hellgelbe, zahe Masse; [a]$' = 4-17.45" (c = 1.2, CC14).

(+)-(S)-2,2,6-Trimethyloctnn-3,5-dion (13 b) a) Aus 2 und Pivaloylchlorid: Es werden 20 mmol (2.02 g) 1 rnit 60proz. optischer Rein-

heit und I0 mmol (1.21 g) Pivaloylchlorid umgesetzt. Ausb. 1.53 g (83 %, bez. auf Saure- chlorid) gelbliche Flussigkeit; Sdp. 87"C/10 Torr; nLo = 1.461; czk5 = $19" ( I = 1 dm, pur). - *H-NMR (CC14): Hydroxylproton der Enolform bei 8 = 16.2 ppm (s), vinylisches Proton der Enolform bei 8 = 5.63 ppm (s), tert-Butylprotonen bei 8 = I .16 ppm (s), Methy- lenprotonen der Ketoform bei 8 = 3.63 ppm ( s ) , restliche Protonen bei 8 = 0.7-2.5 ppm (m); Enolgehalt: 96%.

C11H2002 (184.3) Ber. C 71.69 H 10.94 Gef. C 71.55 H 10.84

b) Aus 10b und dem Enolnt von 3,3-Dime~hyl-2-bufnnon: Das analog 2 hergestellte Lithium- enolat aus 20 mmol (2.02 g) 3,3-Dimethyl-2-butanon wird mit 10 mmol (1.21 g) 10b rnit [cr]Ls = +16.1" (ohne Losungsm.) umgesetzt. Ausb. 1.65 g (90%, bez. auf Saurechlorid) gelbliche Flussigkeit; a$5 = +27.5" ( I = 1 dm, pur).

Unter der Annahme, dal3 bei der Umsetzung kein Verlust a n optischer Reinheit eingetreten ist, errechnet sich fur optisch reines 13b nach a): m i 5 = t 31 .7" (I = 1 dm, pur), nach b): .k5 = +32.2" ( I = 1 dm, pur).

Kupferkomplex 14b: Hergestellt aus der Probe rnit dem hoheren Drehwert. Ausb. 52% blauliches Pulver; Schmp. 110-111°C (Pentan).

Gef. C 61.50 H 8.91 C22H38Cu04 (430.0) Ber. C 61.44 H 8.91

Europiumkomplex 14b: Hergestellt aus der Probe rnit dem hoheren Drehwert. Ausb. 8 5 % gelblicher Feststoff; Schmp. 209-210", [a]h5 = +27" (c = 9.6, Pentan).

( + ) - I S ) -4- Methyl-l-phenylhexnn-I,3-dion (13 c) a) Aus 2 und Benzoylchlorid: Man setzt 20 mmol (2.02 g) 1 rnit 60proz. optischer Reinheit

und 10 mmol (1.41 g) Benzoylchlorid ein. Ausb. 1.0 g (49 %, bez. auf Saurechlorid) gelbe Flussigkeit; Sdp. 8O0C/O.3 Torr; nk0 = 1.5675, aL5 = +28.3" (I = 1 dm, pur). - IH-NMR (CC14): Hydroxylproton der Enolform bei 8 = 16.6 ppm (s), aromatische Protonen bei 8 =

7.94-7.61 und 7.46-7.16 ppm (2 m), vinylisches Proton der Enolform bei 8 = 6.23 ppm (s), Methylenprotonen der Ketoform bei 8 = 4.04 ppm (s), restliche Protonen bei 8 = 0.8 bis 2.65 ppm (m); Enolgehalt: 97%.

C13H160~ (204.3) Ber. C 76.44 H 7.89 Gef. C 76.48 H 7.92

b) Aus 10b und dem Enolat van Acetophenon: Eine analog 2 aus 20 mmol (2.4 g) Aceto- phenon hergestellte Lithitimenolat-Losung wird rnit 10 mmol (1.21 g) 10b rnit [a]? = - 1 16.1" (ohne Losungsm.) umgesetzt. Ausb. 1.7 g (85 %, bez. auf Saurechlorid) gelbliche Flussigkeit; ah5 = +33.9" ( I = 1 dm, pur).

Unter der Voraussetzung, dall bei der Umsetzung kein Verlust an optischer Reinheit ein- getreten ist, berechnet man fur optisch reines 13c nach a): czgs = +47.1" ( I = 1 dm, pur) und nach b): ccL5 = +39.6" ( I = 1 dm, pur). Kupferkomplex 14c: Hergestellt aus der Probe rnit dem hoheren Drehwert. Schmp. 113 bis

C26H&u04 Ber. C 66.44 H 6.43 Gef. C 66.62 H 6.63 11 5°C.

Europiumkomplex 14c: Hergestellt aus der Probe rnit dem hoheren Drehwert. Ausb. 80% gelber Feststoff; Zen.-P. 206--210"C, [a]&5 = -154" (c = 5.7, Pentan).

1368 D . Seebach, V. Ehrig und M. Teschner 1976

(+)-(S,S)-3,7-DimethyInonan-4,6-dion (13d): Aus 20 mmol (2.02 g) 1 mit 79proz. optischer Reinheit und 10 mmol (1.21 g) 10b mit 97proz. optischer Reinheit. Ausb. 1.36 g (74%, bez. auf Saurechlorid) gelbe Flussigkeit; Sdp. 66-68"C/3 Torr, n'," = 1.4600, [a ]$O = +54.3" (c = 5, CC14); unter der Voraussetzung, daB bei dieser Reaktion kein Verlust an optischer Reinheit entstanden ist, berechnet sich fur optisch reines 13d der Drehwert37) [a]'," = $61.7" (c = 5, CC14). - 1H-NMR (CC14): Hydroxylproton der Enolform bei 6 = 15.2ppm (s), vinylisches Proton der Enolform bei 6 = 5.55 ppm (s), Methylenprotonen der Ketoform bei 6 = 3.62 ppm (s), restliche Protonen bei 6 = 0.73-2.55 ppm (m); Enolgehalt: 91 %.

CllH2002 (184.2) Ber. C 71.69 H 10.94 Gef. C 71.78 H 11.10

Europiumkomplex 14d: Ausb. 75% gelbe, plastische Substanz; [r~]kO = +70.1" (c = 0.8, CC14).

Aldolreaktionen mit 2. - Allgenieine Vorschrift: Auf - I00"C abgekuhlte Losungen von 2 (s. oben) werden rnit der aquimolaren Menge eines Aldehyds oder Ketons, gelost in THF, versetzt, worauf man 15 min bei -100°C Badtemp. stehen la&. Nach Neutralisieren rnit einer eingestellten HCI-Losung in T H F bei - 100°C gieOt man auf Wasser, extrahiert rnit Pen- tan, trocknet uber N a ~ S 0 4 (p. a.), engt ein und destilliert.

(+)-(5S)-2-Hydroxy-5-methyZ-4-heptanon (15a): Aus 10 mmol (1.01 g) 1 mit 76.8proz. opti- scher Reinheit und 10 mmol (0.44 g) Acetaldehyd erhalt man 0.94 g (65 %) farblose Fliissig- keit; Sdp. 40°C/0.025 Torr (Lit.38): 113"C/760 Torr), n"," = 1.4360 (Lit.38): 14320), [ c c ] ~ , " =

+17.3" (c = 7.2, Aceton). - 1H-NMR (CC14): Proton an C-2 bei 6 = 4.05 ppm (Pseudo- sextett), Hydroxylproton bei 6 = 3.15 ppm (s), Protonen an C-3 und C-5 bei 6 = 2.19 bis 2.52 ppm (m), restliche Protonen bei 0.75 - 1.85 ppm (m).

C8H1602 (144.2) Ber. C 66.63 H 11.18 Gef. C 66.75 H 11.21

(+)-(6S)-3-Hydroxy-6-niethyl-5-octanon (15b): Aus 10 mmol (1.01 g) 1 mit 52.5proz. opti- scher Reinheit und 10 mmol (0.56 g) Propanal erhalt man 1.03 g (65%) farblose Flussigkeit; Sdp. 34"C/0.015 Torr, n'," = 1.4385; = +12.7", ( I = 1 dm, pur). - 1H-NMR (CC14): Proton an C-3 bei 6 = 3.75 ppm (Pseudoquintett), Hydroxylproton bei 6 = 3.18 pprn (s), restliche Protonen bei 6 = 0.70-2.45 ppm (m).

CgH1802 (158.2) Ber. C68.55 H 12.75 Gef. C68.60 H 12.90

(f)-(4S)-l-Hydroxy-4-methyl-l-phenyl-3-hexanon (15c): Aus 10 mmol (1.01 g) 1 rnit 75proz. optischer Reinheit und 10 mmol (1.06 g) Benzaldehyd erhalt man 1.61 g (78 %,) farblose Flus- sigkeit; Sdp. 78-8O0C/O.03 Torr, n2," = 1.4722; [a];0 = +13.7" (c = 1.7, Aceton). - IH-NMR (CC14): Aromatische Protonen bei 8 = 7.17ppm (s), Proton an C-1 bei 6 =

4.99 ppm (2 Pseudodubletts), Hydroxylproton bei 8 = 3.61 ppm (s), restliche Protonen bei 6 = 0.73-2.82 ppm (m).

C13H1802 (206.3) Ber. C 75.69 H 8.80 Gef. C 75.57 H 8.89

(+)-(S)-J-(l-Hydroxycyclohexyl)-3-methyl-2-pentanon (16): Aus 10 mmol ( I .01 g) 1 mit 76.8proz. optischer Reinheit und 10 mmol (0.98 g) Cyclohexanon erhalt man 1.46 g (74%) farblose Flussigkeit; Sdp. 5O0C/O.02 Torr, n'," = 1.4602, [ r~ ] ;~ = +21.8" (c = 0.7, Aceton); unter der Annahme, daO bei der Umsetzung keine Racemisierung eingetreten ist, berechnet sich fur optisch reines 16 der Drehwert [ a ] $ O = -t28.35" (c = 0.7, Aceton). - IH-NMR

37) Bei dieser Berechnung ist beriicksichtigt, daR das eingesetzte Gemisch aus 98.5% (St- und 1.5% (R)-Saurechloridund 89.5 % (S)- und lO.S%(R)-Keton 1,3-Diketonl3dfolgender Zusammensetzung liefern sollte: 88.2% (S ,S) - , 11.6% meso- und 0.2% (R,R)-Form.

38) P . S . Stutstnan und H. Adkins, J. Amer. Cheni. SOC. 61, 3303 (1939).

1976 Chirales Lithiumenolat von (+)-(S)-3-Methyl-2-pentanon 1369

(CC14): Protonen an C-1 und C-3 bei 8 = 2.20-2.55 ppm (m), Hydroxylproton bei 8 =

3.47 ppm (s), restliche Protonen bei 8 = 0.77-2.00 ppm (m).

C12H2202 (198.3) Ber. C 72.68 H 11.18 Gef. C72.53 H 11.28

Abbau von 15 b zu (-)-(R)-3-Hydroxypentansaure-methylester (17 b) 1) (+~-Essigsiiure-(4S)-Z-~~hyl-4-methyl-3-oxohexylester (15b'): 10 mmol (1.58 g) 15b rnit

cczo - - +12.7" ( I = 1 dm, pur; s. oben) werden in 5 ml Pyridin und 20ml Pentan gelost, auf

-20°C abgekuhlt und vorsichtig rnit 25 mmol (2 g) Acetylchlorid versetzt. Unter Feuchtig- keitsausschluR ruhrt man 10 h bei Raumtemp. und versetzt dann vorsichtig mit 10 ml Wasser. EingieRen in Eis/Wasser, Extrahieren rnit Diathylather, Waschen mit verd. Natriumhydrogen- carbonat-Losung, Trocknen iiber Na2S04 (p. a.) und scharfes Abziehen des Losungsmittels im Rotationsverdampfer liefern 2.0 g (90 %) farblose Flussigkeit, die roh weiterverarbeitet wird. (Bei der Destillation spaltet sich Essigsaure ab.) - IH-NMR (CC14): Proton an C-3 bei 8 = 5.08 ppm (m), Methylprotonen des Acetylrestes bei 8 = 1.95 ppm (s), restliche Pro- tonen bei 8 = 0.70 -2.75 ppm (m).

2) (+)-3-Acetoxypentansaure-(S)-sec-butylester (17a): 1 1 mmol (1.89 g) m-Chlorper- benzoesaure werden in 10 ml Chloroform gelost und unter Riihren mit 5 mmol (1 g) 15b', gelost in 3 ml Chloroform, versetzt. Unter Lichtausschlul3 IaRt man 8 Tage bei Raumtemp. riihren, filtriert die ausgefallene rn-Chlorbenzoesaure ab, schuttelt mehrfach mit verd. Na- triumhydrogencarbonat-Losung, zieht das Losungsmittel im Rotationsverdampfer a b und nimmt in wenig Pentan auf. Im Tiefkiihlschrank kristallisieren die letzten Anteile der gelosten Saure aus. Ausb. 780 mg (72%) farblose Flussigkeit, die roh weiterverarbeitet wird. - 1H-NMR (CC14): Proton an C-3 bei 8 = 4.95 ppm (m), c(-0-CH der Butylestergruppe bei 8 = 4.62 ppm (m), Proton an C-2 bei 8 = 2.43 ppm (d, J = 6 Hz), Methylprotonen des Acetylrestes bei 8 = 1.95 ppm (s), restliche Protonen bei 8 = 0.70-1.78 ppm (m).

3) 17b: 6 mmol (140 mg) Natrium werden in 6 ml Methanol (p. a.) gelost und mit 3 mmol (650 mg) 17a versetzt. Nach 2stdg. Riihren bei Raumtemp. gieRt man auf gesattigte waDrige Natriumchlorid-Losung, sauert rnit 3 ml 2~ HCl an und extrahiert rnit Diathylather. Die organische Phase wird mit wenig Natriumhydrogencarbonat-Losung geschiittelt, iiber Na2S04 (p. a.) getrocknet und stark eingeengt. Der Ruckstand wird durch praparative GC (Saule: OV 101, 6 m, Saulentemp.: 100°C, Injektor- und Detektortemp.: 230°C, Tragergas: Stick- stoff) gereinigt. Ausb. 30 mg (8%) farblose Flussigkeit; = -1.76" (c = 1.2, CCl4). - 'H-NMR (CC14): Proton an C-3 8 = 3.84 ppm (m), Methoxyprotonen bei 8 = 3.68 ppm (s), Hydroxylproton bei 8 = 3.06 ppm (s), Protonen an C-2 bei 8 = 2.26-2.42 ppm (m), Pro- tonen an C-4 bei 1.46 ppm (quint., J = 6.5 Hz), Protonen an C-5 bei 8 = 0.95 ppm (t. J =

6.5 Hz). - Wegen der geringen Menge konnte kein Drehwert in Substanz gemessen und rnit Literaturangaben 21) verglichen werden. Bei Zusatz von 64 mg Tris[3-(heptafluorpropyl- hydroxymethy1en)-d-campherato]europium(III) zeigt die Methoxygruppe eine IH-NMR- Signalaufspaltung von 0.1 ppm: 8~ = 4.18 ppm und 8s = 4.28 ppm. Bei Anwendung der doppelten Menge Verschiebungsreagenz wird auch das Signal des Protons an C-3 aufgespal- ten: 8; = 10.70 ppm und 8, = 10.05 ppm. Auf Grund der Integrationen ergibt sich fur das so hergestellte 17b eine optische Reinheit von 7.8 & 1.6 %. Berechnet auf optisch reines Keton 1 (s. oben und Tabelle 1) betragt also die optische Induktion bei der Addition von 2 an Pro- panal zu 15b (s. oben) ca. 15 %.

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