Новости химической науки > Органический дайджест 57

В сегодняшнем выпуске дайджеста родиевый катализатор расширяет синтетический потенциал внутримолекулярных циклизаций; биспиррольный антибиотик из глубин океана; альдольная конденсация протекает в воде; необычное взаимодействие реактива Гриньяра со фторалкилированными сложными эфирами и реакция Ульмана, катализируемая регенерируемыми катализаторами на основе меди(I), связанной с магнитоактивными частицами.

Каталитическая система на основе комплексов родия, разработанная в группе Джона Хартвига (John F. Hartwig) из Университета Иллинойса, может катализировать процессы внутримолекулярной циклизации аминоалкенов в мягких условиях. Дальнейшая оптимизация реакции сможет существенно расширить синтетический потенциал процессов гидроаминирования олефинов [1].

Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja710126x

В реакцию могут вступать неактивированные аминоалкены, содержащие вторичные и первичные аминогруппы, терминальные и интернальные алкены и линкеры как с заместителями, так и без них. Кроме того, реакция протекает при низких температурах, и на нее не оказывают влияние другие заместители. Разработанная система позволяет получать пяти- и шестичленные циклические продукты.

Хартвиг разработал катализатор, комбинируя прекурсор [Rh(cyclooctadiene)₂]BF₄ с различными арилфосфиновыми лигандами, позволяющими контролировать селективность реакции. В качестве наиболее подходящего был выбран аминобиарилфосфиновый лиганд, с помощью которого широкий круг аминоалкенов был использован в качестве исходных веществ для синтеза N-замещенных и незамещенных пирролидинов и пиперидинов.

Чудесный клад полезных в медицинском отношении соединений был обнаружен в океанских глубинах. Уильям Феникал (William Fenical) с соавторами из Университета Калифорнии идентифицировали необычную пару структурно близких антибиотиков из бактерий – жителей океанских осадочных пород [2].

Рисунок из Org. Lett., DOI: 10.1021/ol702952n

Соединения, дублирующие действия друг друга – маринопирролы A и В, обладают биспиррольным фрагментом, в котором реализуется связь N–C3. Такой тип связи ранее никогда не был обнаружен в соединениях природного происхождения. Соединения были выделены в виде индивидуальных атропо-энантиомеров, что позволяет предположить, что их биосинтез включает в себя ферментативное связывание пиррольных колец.

Нагревание природного маринопиррола A приводит к его переходу в зеркальный атропо-энантиомер, который, как и его природные предшественники, обладает многообещающей противомикробной активностью к метициллин-резистентному Staphylococcus aureus.

Армстронг (D. W. Armstrong) с соавторами их Университета Техаса обнаружил, что ферменты-альдолазы природного происхождения катализируют прямую альдольную конденсацию в воде, позволяя получать продукты с высокой стереоселективностью. Реакция протекает в гидрофобном активном центре фермента, позволяющем снизить вероятность контакта между водой-растворителем и активированным комплексом [3].

Рисунок из Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 9073

Концепция ферментативно-катализируемой альдольной конденсации в воде была расширена за счет использования системы трет-бутилфеноксипролин (1)–β-циклодекстрин. Авторы предполагают, что циклодекстрин подражает ферментам, образующим гидрофобный «карман» в воде.

Асимметрическая каталитическая система в воде ускоряется за счет сульфированного β-циклодекстрина, который связывает органокатализатор 1 и гидрофобные реагенты. Продукты могут быть выделены из реакционной смеси простым фильтрованием или разделением водной и органической фаз. Продукты не содержат даже следовые количества 1, что указывает на полное связывание органокатализатора β-циклодекстрином в водной фазе. Авторами работы [3] получены продукты альдольной конденсации с количественными выходами, энантиоселективность и диастереоселективность реакции составляет >99% при использовании в качестве исходных веществ циклогексанона и альдегидов с сильными электроноакцепторными заместителями. Реакция осуществляется в воде и при комнатной температуре.

Такаши Ямазаки (Takashi Yamazaki) из Университета Сельского Хозяйства и Технологии Токио сообщают о необычном взаимодействии реактива Гриньяра со фторалкилированными сложными эфирами [4].

Рисунок из Tetrahedron, doi:10.1016/j.tet.2008.01.015

Исследователи продемонстрировали, что фторсодержащие сложные эфиры представляют собой удобные субстраты для получения соответствующих кетонов в результате низкотемпературных реакций (температура не более 0°C) с реактивами Гриньяра. Нагревание реакционной смеси до 80°C способствует восстановлению полученных кетонов алкоголятами магния по механизму восстановления Меервейна–Понндорфа–Верлея.

Реакция Ульмана является важным способом введения связей C–N в фармацевтические и другие биологически активные молекулы. Реакция основана на катализе производными меди(I) в присутствии азот- или кислородсодержащих лигандов. Обычно медьсодержащий катализатор разрушается в конце реакции в ходе разработки реакционной смеси.

Рисунок из Chem. Commun. 2007, 4809

Исследовательская группа Альпера (H. Alper) из Университета Оттавы сообщает о том, что лигатирование магнетита (Fe₃O₄) пролиновыми группами позволяет использовать лигатированные частицы (1) в качестве лигандов для производных Cu(I), катализирующих реакцию Ульмана [5].

Использованная система позволила осуществить сочетание большого ряда арилгалогенидов с имидазолами и бензимидазолами, приводящее к образованию продуктов с выходами не менее 95%.

По окончанию реакции реакционную смесь разбавляют, подвергают действию магнитного поля для отбора каталитически активных частиц магнетит-пролин-медь(I) и декантируют продукты. Регенерированный катализатор может использоваться не менее четырех раз без заметной потери активности.

Источники: [1] Рисунок из J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/ja710126x; [2] Org. Lett., DOI: 10.1021/ol702952n; [3] Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 9073; [4] Tetrahedron, doi:10.1016/j.tet.2008.01.015; [5] Chem. Commun. 2007, 4809

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