9.2: Асиметричне алкоксикарбонілювання та пов'язані з ними реакції

Last updated
Save as PDF

Page ID: 20904

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Реакція вініларенів

З академічної та промислової точки зору, асиметричні реакції гідрокси- та алкоксикарбонілювання, каталізовані PD, є привабливими процесами. Однак вони менш успішні в порівнянні з реакціями гідроформулювання, що каталізуються резус-каталізацією. Це пов'язано з труднощами при одночасному отриманні як високих regio-, так і enantioselectivity.

Алкоксикарбонілювання вініларенів є важливим процесом, і отримані продукти (2-арилпропанові кислоти та похідні) служать попередниками субстрату для нестероїдних протизапальних препаратів, зокрема ібупрофену та напроксену (Схема\(\PageIndex{1}\)).

Запропоновано співіснування двох каталітичних циклів для реакції алкоксикарбонілювання (схема\(\PageIndex{2}\)). У комплексному циклі A гідридо-паладій введення алкена в зв'язок Pd-H може дати комплекс алкілпаладію, який може реагувати з СО за допомогою координації та міграційної вставки з отриманням Pd-ацильного комплексу. Алкоголіз Pd-ацильного комплексу може регенерувати види Pd-H і давати ефір. В алкоксикарбонільному циклі В алкен вставляється в паладій-вуглецевий зв'язок алкоксикарбоніл-паладієвого комплексу і отриманий продукт на спиртолізі дає алкокси-паладієвий комплекс і складний ефір. Потім комплекс алкокси-паладій реагує з СО за допомогою координації та міграційної вставки для регенерації алкоксикарбоніл-паладієвого комплексу. Формування виду Pd-H може також відбуватися з комплексів, що утворюються в каталітичному циклі B шляхом β -елімінації ненасиченого ефіру після введення алкену. У випадку вініларену розгалужений алкіловий проміжний продукт може бути стабілізований шляхом утворення π -бензильних видів.

У разі асиметричного синтезу регіоселективність цих реакцій має критичне значення через те, що розгалужені продукти містять лише хіральний центр. На малюнку\(\PageIndex{1}\) узагальнено деякі дифосфінові ліганди, що використовуються для каталізованого паладієм гідрокси- та алкоксикарбонілювання вініларенів. Хоча виявлено, що енантіоселективність є помірною до хорошої (до 98%), у більшості методів регіоселективність виявляється низькою.

Бідентатні піридин-фосфінові ліганди також вивчалися для каталізованого паладієм асиметричного етоксикарбонілювання стиролу (рис.\(\PageIndex{2}\)). Регіоселективність розгалужених продуктів повинна бути хорошою, але енантіоселективність виявляється низькою (l/b = лінійна/розгалужена).

На малюнку\(\PageIndex{3}\) узагальнено селективні монодентатні ліганди, вивчені для каталізованого паладієм асиметричного метоксикарбонілювання вінайларенів. Встановлено, що ліганд 18 ефективний для гідроксикарбонілювання 2-вініл-6-метоксинафталіну під 1 атм суміші СО та O _{2 у присутності PdCl 2} -CuCl _₂ при кімнатній температурі, що забезпечує цільовий продукт з 91% ee та 100% регіоселективністю.

Рисунок\(\PageIndex{1}\): Дифосфінові ліганди, що використовуються в асиметричному гідрокси- та алкоксикарбонілуванні вініларенів.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): P-N ліганди, що використовуються для реакцій алкоксикарбонілювання.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Монодентатні фосфінові ліганди, що використовуються для метокскарбонілювання вініларенів.

9.2.2 Реакція іншого субстрату

Метоксикарбонілювання 1,2-дихлорбензол-Cr (CO) ₃ досліджено з використанням комплексу паладію, що несе хіральний ферроценіл (R, S) -PPF-пірролідинову систему для введення планарної хиральності в р-комплекси (Схема\(\PageIndex{3}\)). Реакція забезпечує до 95% її в присутності 1 атм СО при 60°С у присутності триетиламіну.

Біс-алкоксикарбонілювання вініларенів

Оптично активні похідні бутандіової кислоти є важливими класовими сполуками, які можуть бути використані в якості проміжних продуктів для синтезу фармацевтичних препаратів і будівельних блоків для побудови інгібіторів. Каталізоване паладієм біс-алкоксикарбонілювання алкенів забезпечує ефективні методи побудови цих сполук. У 1970 році Хек повідомив про перший приклад реакції, і її асиметрична версія з'явилася через майже 20 років. На малюнку\(\PageIndex{4}\) узагальнено деякі ліганди, використовувані для реакцій біс-алкоксикарбонілювання. Хіральний бідентат фосфін, P-N і S, N-ліганди були скринінговані і висока енантіоселективність (92%) повідомляється в біс-метоксикарбонілювання стиролу з помірною хемоселективністю (50%), що використовує 21 як ліганд. У випадку пропену 60% її спостерігається як найвища енантіоселективність з поганою хемоселективністю та конверсією (13% і 23% відповідно), тоді як реакція 4-метил-1-пентену забезпечувала хорошу хемоселективність (79%), але з меншою енантіоселективністю (14% її).

Малюнок\(\PageIndex{4}\): Ліганди, що використовуються при асиметричному біс-алкоксикарбонілуванні алкенів