Новости химической науки > Органический дайджест 38

В сегодняшнем дайджесте: органокатализ гидрирования ненасыщенных соединений азота; метод синтеза ключевого предшественника антибиотиков тетрациклинового ряда; новый метод, позволяющий мягкое и прямое получение лактонов; экстракция никотина зелеными растворителями и синтез тетразамещенных пирролов.

Развивая появившиеся недавно тенденции разработки способов органокатализа, не требующего использования дорогих комплексов переходных металлов, Дуглас Стефан (Douglas W. Stephan) с коллегами из Университета Виндзора (Онтарио) сообщают о первом примере органокаталитической реакции, позволяющей использовать водород для восстановления иминов, нитрилов и азиридинов в первичные или вторичные амины в мягких условиях [1].

Фосфонийборатные катализаторы (R = 2,4,6-(CH₃₃C₆H₂ или трет-бутил) активируют H₂ для прямого гидрирования иминов до аминов. (Рисунок: © Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.200702908)

Ранее были обнаружены органокаталитические процессы гидрирования енонов и иминов, однако в этих реакциях источником водорода является эфир Ханцша (Hantzsch ester). Разработанная канадскими исследователями фосфонийборатная система позволяет активировать для присоединения непосредственно молекулу H₂.

Исследователи предлагают следующий механизм реакции: фосфониевая группа каталитически активного цвиттер-иона протонирует имин, в результате чего образуется интермедиат, далее подвергающийся нуклеофильной атаке боргидрид-аниона. Перенос гидридного водорода с аниона на интермедиат приводит к образованию амина.

Джейсон Брубейкер (Jason D. Brubaker) и Эндрю Майерс (Andrew G. Myers) из Гарварда сообщают о практичном, энантиоселективном способен синтеза ключевого предшественника антибиотиков тетрациклинового ряда [2].

Рисунок: © Org. Lett., 2007, 9 (18), 3523

Предложенный синтез включает девять стадий (суммарный выход – 21%), в качестве исходного соединения был взят коммерчески доступный 3-гидрокси-5-изоксазолкарбоксилат. Ключевые стадии разработанного метода включают энантиоселективное присоединение дивинилцинка к 3-бензилокси-5-изоксалкарбокиальдегиду и эндоселективное присоединение фурана по Дильсу-Альдеру. С помощью предложенного метода исследователям удалось получить около 40 г прекурсора 1 хроматографической чистоты с ее 93%.

Существующие методы синтеза лактонов из соответствующих карбоновых кислот ограничены необходимостью использования металлсодержащих окислителей, требующих жестких условий реакции.

Кита (Y. Kita) с соавторами из Университета Осака сообщают об альтернативном способе получения ариллактонов с использованием производного гипервалентного йода (1) и KBr [3]. Они полагают, что реакция протекает по механизму селективной абстракции бензильной связи C–H.

Рисунок: © Org. Lett., 2007, 9 (18), 3129

В качестве субстратов реакции используются алифатические карбоновые кислоты, сама реакция легко протекает при комнатной температуре с образованием широкого ряда γ-лактонов. Например, транс-вицинальный γ-лактон 2 образуется с 50% выходом. Продукт 2 является полезным синтетическим прекурсором природных неолигнанов лактонового строения, которые могут быть использованы в разработке новых лекарственных перпаратов.

Реакция может быть использована для получения лактонов с большими циклами – плоть до семичленных, правда, с понижением выхода. Авторы продемонстрировали универсальность разработанного процесса, получив шестичленный изокумарин 3а, использовав бензойную кислоту в качестве исходного субстрата.

Никотин находит широкое использование в получении психоактивных препаратов и инсектицидов. Экстракция этого соединения из природных источников может оказаться экологически безопасным при условии использования «зеленых» растворителей, каковыми являются ионные жидкости.

Молекула никотина (1) структурна похожа алкилзамещенный катион имидазолия, входящего в состав многих ионный жидкости (например, 2).

Рисунок: © J. Phys. Chem. B, 2007, 111, 7934

Канонджа Лопес (J. N. Canongia Lopes) и Ребело (L. P. N. Rebelo) из Нового Университета Лиссабона исследовали растворимость никотина в двух ионных жидкостях 2а и 2b [4].

В обоих случаях исследователи получили гомогенный раствор, молекула никотина пакуется в клетку между катионом и анионом ионной жидкости. В этой стерической сетке растворитель/растворенное вещество этильная группа катиона ионной жидкости ассоциируется с молекулой гостя за счет Ван-дер-Ваальсовских взаимодействий. Анионы ионной жидкости оказывают различный эффект на растворимость: N(CF₃SO₂)₂^– обеспечивают меньшую растворимость в сравнении с EtOSO₃^–.

Инес Бергнер (Ines Bergner) и Тилль Опатц (Till Opatz) из Университета Майнца сооьщают о модульном синтезе тетразамещенных пирролов из альфа-(алкилиденамино)нитрилов [5].

Рисунок: © J. Org. Chem., 2007, 72 (19), 7083

2,3,4,5-Тетразамещенные пирролы получаются с высокой региоселективностью за счет формального циклоприсоединения альфа-(алкилиденамино)нитрилов и нитроолефинов с последующим элиминированием HCN и HNO₂. Реакция позволяет осуществить конструирование пиррольного кольца в четыре стадии с использованием нитроалкана и трех альдегидов.

Источники: [1] Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.200702908; [2] Org. Lett., 2007, 9 (18), 3523; [3] Org. Lett. 2007, 9, (18), 3129; [4] J. Phys. Chem. B, 2007, 111, 7934; [5] J. Org. Chem., 2007, 72 (19), 7083.

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