Новости химической науки > Органический дайджест 92

В сегодняшнем выпуске дайджеста: каталитическое образование связей углерод-гетероатом; конверсия альдегидов в карбоновые кислоты, удлиненные на один атом углерода; одновременное образование связей углерод-углерод и тиоэфиров; гетерогенно катализируемое окисление аминов до амидов и кросс-сочетание ненасыщенных ненасыщенных галогенидов, обладающих кислыми протонами, с цинкорганикой.

Формирование связи углерод-гетероатом происходит в результате многих процессов. Обычно такие связи образуются в результате присоединения к двойным связям углерод-углерод или углерод-кислород. Направление и скорость реакции определяется реакционной способностью анионных частиц, содержащих гетероатом.

Альтернативным (и более привлекательным) путем к связям углерод-гетероатом могут являться каталитические процессы, в которых образуются активные интермедиаты со связью металл-гетероатом. Использование каталитических методов позволяет проводить реакцию в менее жестких условиях и/или в нейтральной или околонейтральной среде, похожей на среду, характерную для биологических систем [1].

Рисунок из Dalton Trans., 2008, 5276

В обзоре, опубликованном в журнале Dalton Transactions Дэвид Глюк (David Glueck) из Дартмут-Колледжа описывает общие подходы и конкретные примеры образования связей углерод-гетероатом, катализируемых комплексами переходных металлов. Он демонстрирует как понимание природы связи металл-гетероатом позволяет предсказать синтетический результат каталитической реакции. Глюк уверен, что подходящий подбор металлов, их лигандного окружения и субстратов позволит разработать новые, более эффективные каталитические системы.

Кафиеро (L. R. Cafiero) и Сноуден (T. S. Snowden) из Университета Алабамы показывают, что обработка альдегидов CCl₃CO₂Na или CHCl₃ и основанием приводит к образованию трихлорметилкарбиноловых интемедиатов [2].

Затем спирт в мягких условиях может быть превращен в карбоновую кислоту, содержащую на один атом углерода больше, чем исходный альдегид. Это может быть осуществлено двумя способами: в первом (A) используется NaBH₄ в щелочных условиях, что позволяет получать кислоты из алкил- и арилальдегидов с выходами 76–94%.

Рисунок из Org. Lett. 2008, 10, 3853

Метод A оказывается неподходящим для алкенилальдегидов; это обстоятельство заставило исследователей модифицировать его (метод B), используя в реакции фенилселено(триэтил)боратный комплекс NaBH₄. Метод B может использоваться для арил- и аклкенилсодержащих субстратов, приводя к образованию продуктов с выходами 85–95%. Реагент (PhSe)₂ может быть использован повторно.

Для демонстрации возможностей метода B авторы конвертировали реакционноспобные асимметрические α-аминоальдегид 1 в соответствующий сложные эфиры 2 с практически с полным сохранением энантиоселективности (ee > 98%). Новый синтетический протокол может применяться для синтеза α-монодейтерированных карбоновых кислот, используя NaBD₄ вместо NaBH₄.

Одним из фундаментальных синтетических методов, используемых для формирования связей C–C является реакция кросс-сочетания Кляйзена, в ходе которой образуются β-кетоэфиры.

Жу (G. Zhou), Лим (D. Lim) и Колтарт (D. M. Coltart) из Университета Дьюка (Дарэм) модифицировали эту реакцию для прямого сочетания N-ацилбензотриазолов (пример 1; Bt – бензотиазол) и тиоэфиров (пример 2) с помощью хемоселективной «мягкой» енолизации [3].

Рисунок из Org. Lett. 2008, 10, 3809

Для процесса нет необходимости в предварительном образовании енолятов, образующиеся β-кетотиоэфиры (3)играют роль синтетических эквивалентов β-кетокислот, что позволяет осуществлять их непосредственное превращение в β-кетоэфиры, β-кетоамиды и β-дикетоны в мягких условиях. Процесс удается осуществить, комбинируя 1 и 2 в присутствии эфирата бромида магния и i-Pr₂NEt с образованием 3 с выходом 93%. На следующем этапе обработка 3 бензиловым спиртом в присутствии каталитических количеств CF₃CO₂Ag позволяет получить β-кетоэфир (4).

Возможности метода были продемонстрированы примером полного синтеза LY294002, мощного и специфического ингибитора фосфоионтизид 3-киназы [phosphoinositide 3-kinase (P13K)]. Фермент P13Ks играет важную роль в таких заболеваниях как диабет, рак и хроническое воспаление. На первых стадиях синтеза ингибитора получают β-кетотиоэфир 5. Обработка 5 морфолином приводит к образованию амида 6. Гидрогенолиз с последующей интрамолекулярной циклизации приводит к образованию к целевому LY294002 (7) с общим выходом 70%.

Норитака Мизуно (Noritaka Mizuno) сообщает о том, что закрепленный на поверхности гидроксид рутения Ru(OH)_x/Al₂O₃ работает как эффективный гетерогенный катализатор для окисления первичных аминов в первичные амиды [4].

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200802464

Окислению можно подвергать большой круг первичных аминов (включая ароматические, алифатические и гетероциклические). Реакция протекает в воде, единственным окислителем является кислород, единственным сопродуктом – вода.

Пауль Кнохель (Paul Knochel) из Университета Людвига-Максимилиана сообщает о кросс-сочетание ненасыщенных ненасыщенных галогенидов, обладающих кислыми протонами, с цинкорганикой [5].

Рисунок из J. Org. Chem., 2008, DOI: 10.1021/jo8015852

В реакцию сочетания было вовлечено большое количество полифункциональных цинкорганических реагентов, содержащих арильные, гетероарильные, алкильные или бензильные заместители и ненасыщенных арилгалогенидов, содержащих кислый протон NH или OH. В реакции нет необходимости применения защитных групп, катализатором является Pd(OAc)₂ (1 мольный %) и S-Phos (2 мольных %). Авторы также описывают сходную реакцию, катализируемую никелем.

Источники: [1] Dalton Trans., 2008, 5276; DOI: 10.1039/b806138f; [2] Org. Lett. 2008, 10, 3853; [3] Org. Lett. 2008, 10, 3809; [4] Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200802464; [5] J. Org. Chem., 2008, DOI: 10.1021/jo8015852

метки статьи: #кинетика и катализ, #органическая химия, #органический синтез, #элементоорганическая химия