Benzylová aktivace a stereokontrola v komplexech trikarbonyl (aren) chromu - Benzylic activation and stereocontrol in tricarbonyl(arene)chromium complexes

Benzylová aktivace a stereokontrola v komplexech trikarbonyl (aren) chromu označuje rozšířené sazby a stereoselektivity reakcí v benzylové poloze aromatické kruhy v komplexu chrom (0) ve vztahu k nekomplexní areny. Složitost aromatického kruhu na chrom stabilizuje obojí anionty a kationty na benzylová pozici a poskytuje a sterický blokovací prvek pro [[Diastereomer | diastereoselektivní]] funkcionalizace benzylové polohy. Velký počet stereoselektivní na základě této vlastnosti byly vyvinuty metody pro benzylovou a homobenzylovou funkcionalitu.[1]

Úvod

Reakce mezi trikarbonylchromovými komplexy Cr (CO)3L3 a elektronově bohatý nebo elektronově neutrální aromatické kruhy vyrábí trikarbonyl (arenové) chromové komplexy (aren) Cr (CO)3.[2] Komplexace na chrom (0) aktivuje postranní řetězec arenu, usnadňuje disociaci benzylového protonu, odstupující skupinu nebo nukleofilní adici na homobenzylovou pozici styreny. Další transformace výsledného konformačně omezeného benzylického aniontu nebo kationtu zahrnují přístup činidla exo na chromový fragment. Benzylové funkcionalizační reakce tedy planární chirál chrom arene komplexy jsou vysoce diastereoselektivní. Kromě toho lze chromitý tri (karbonyl) fragment použít jako blokovací prvek při dalších reakcích na ortho-substituované aromatické aldehydy a alkeny. An ortho substituent je v těchto reakcích nezbytný k omezení konformací dostupných pro aldehyd nebo alken.[3] Je možné odstranit chromový fragment za získání bezkovové funkcionalizované aromatické sloučeniny fotolyticky[4] nebo s oxidačním činidlem.[5]

(1)

CrAreneGen.png

Mechanismus a stereochemie

Převládající mechanismus

Většina reakcí benzylické funkcionalizace trikarbonyl (aren) chromových komplexů probíhá mechanismy analogickými těm, které následují volné areny. Existují však tři důležité rozdíly. Nejprve se aromatický kruh a benzylová poloha aktivují směrem k solvolýza, deprotonace, a nukleofilní útok (na ortho a odst pozice arény) na komplexace na chrom, který je schopen stabilizovat vyvíjející se náboje v arenu ligand. Výsledkem je, že tyto reakce komplexů chrom-aren jsou často rychlejší než analogické reakce volných arenů.[6]

(2)

CrAreneMech1.png

Zadruhé, v benzylových kationtech a aniontech komplexů chrom-aren je rotace kolem vazby spojující benzylový uhlík a aromatický kruh přísně omezena. Tato vazba má značné množství charakteru dvojné vazby kvůli delokalizace náboje do aromatického kruhu (a stabilizace tohoto náboje chromem).[7]

(3)

CrAreneMech2.png

Nakonec tri (karbonylová) skupina chromu slouží jako stericky objemná skupina při reakcích komplexů aren-chrom, čímž brání přístupu činidla endo na chrom. Navíc, ortho-substituovaný aromatický aldehydy a styreny raději adoptují a konformace ve kterém je dvojitě vázaný kyslík nebo uhlík odvrácen od ortho substituent. Výsledkem je, že na jedné straně je vystavena pouze jedna strana dvojné vazby exo tvář aromatického kruhu. Pokud by tomu tak nebylo, nebylo by přidání ke styrenům a aromatickým aldehydům diastereoselektivní, navzdory přítomnosti tri (karbonylové) skupiny chromu. The ortho substituent je nezbytný pro vysokou stereoselektivitu; meta-substituované areny vykazují velmi nízkou diastereoselektivitu.[3]

(4)

CrAreneMech3.png

Enantioselektivní varianty

Enantioselektivní benzylové funkcionalizační metody používají komplexovaný tri (karbonyl) chromový zbytek v podstatě jako chirální pomocnou látku.[8] Přístup funkcionalizujícího činidla proti k ---- chromovému tri (karbonyl) fragmentu vede k jednomu diastereomeru komplexu produktu. Po odstranění chromové skupiny světlem[4] nebo oxidační činidlo, jako je jod,[5]téměř enantiopure produkt zůstává. V části Rozsah a omezení níže naleznete několik metod diastereoselektivní benzylové funkcionalizace.

Rozsah a omezení

Enantioselektivní benzylové funkcionalizační reakce závisí na použití enantiomerně čistých komplexů planárního chirálního chrom-arenu. Tato část popisuje metody enantioselektivní syntézy planárních chirálních komplexů chrom-aren, dále popisuje metody funkcionalizace obou sp2- a sp3-hybridizované benzylové pozice.

Příprava enantiočistého, planárního chirálního chromového komplexu

Enantiopure, planární chirální chromium arenové komplexy mohou být syntetizovány pomocí několika strategií. Jednou z takových strategií je diastereoselektivní komplexace chirálního neracemického arenu na chrom. V příkladu v rovnici (5) enantioselektivní redukce Corey-Itsuno[9] nastavuje diastereoselektivní substituční reakci ligandu. Po komplexaci se alkohol redukuje triethylsilanem.[10]

(5)

CrAreneScope1.png

Druhá strategie zahrnuje enantioselektivní ortho-Lithiace a in situ kalení elektrofilem. Izolace lithium arenu a následné zpracování TMSCI vedlo ke snížení enantioselektivity.[11]

(6)

CrAreneScope2.png

Pro enantioselektivní tvorbu planárních chirálních chromových arenů lze také použít místně selektivní přidání konjugátu k chirálním arylhydrazonovým komplexům. Hydridová abstrakce neutralizuje přidaný produkt a zpracování kyselinou štěpí hydrazon.[12]

(7)

CrAreneScope3.png

Benzylové funkcionalizační reakce

ortho-Substituované aryl aldehydové komplexy podléhají diastereoselektivní nukleofilní adici organokovovými činidly[13] a další nukleofily. Rovnice (8) je příkladem diastereoselektivní reakce Morita-Baylis-Hillman.[14]

(8)

CrAreneScope4.png

Pinacolová vazba a odpovídající diaminová vazba[15] jsou možné v přítomnosti činidla snižujícího jeden elektron, jako je jodid samaria (II).[16]

(9)

CrAreneScope5.png

Benzylové kationty komplexů chrom-aren jsou konformačně stabilní a podléhají pouze exo útok si dovolit S.N1 produkt stereospecificky, se zachováním konfigurace.[7] Propargyl[17] a oxonium[18] kationty procházejí retenčními substitučními reakcemi a dokonce i β karbokationty reagují s významným stupněm retence.[19]

(10)

CrAreneScope6.png

Benzylové anionty komplexů chrom-aren vykazují podobnou reaktivitu s kationty. Jsou také konformačně omezeny a podléhají substitučním reakcím se zachováním stereochemie na benzylovém uhlí. V níže uvedeném příkladu je pro vysokou stereoselektivitu zásadní komplexace pyridinového dusíku na lithium.[20]

(11)

CrAreneScope7.png

Nukleofilní přidání ke styrenům následované prudkým ochlazením elektrofilem vede k cis produkty s v podstatě úplnou stereoselektivitou.[21]

(12)

CrAreneScope8.png

Diastereoselektivní redukce styrenů je možná u jodidu samarnatého. Vzdálený alken je během této reakce nedotčený, což poskytuje redukovaný alkylarenový produkt ve vysokém výtěžku.[22]

(13)

CrAreneScope9.png

Komplexace haloarenu na chrom zvyšuje jeho náchylnost k oxidačnímu přidání.[23] Suzukiho křížová vazba planárního chirálního komplexu chrom-haloaren s kyselinou arylboritou je tedy životaschopnou metodou pro syntézu axiálně chirálních biarylů. V níže uvedeném příkladu je syn přednostně se tvoří isomer proti izomer; když R2 je formylová skupina, selektivita se obrací.[24]

(14)

CrAreneScope10.png

Tetralony komplexované s chromem mohou být deprotonovány bez vedlejších reakcí. Alkylace výsledného enolátu probíhá s úplnou diastereoselektivitou za vzniku exo produkt.[25]

(15)

CrAreneScope11.png

Reference

  1. ^ Uemura, M. Org. Reagovat. 2006, 67, 217. doi:10.1002 / 0471264180.nebo067.02
  2. ^ Mahaffy, C. A. L .; Pauson, P. Inorg. Synth. 1990, 28, 137.
  3. ^ A b Besançon, J .; Tirouflet, J .; Card, A .; Dusausoy, Y. J. Organomet. Chem. 1973, 59, 267.
  4. ^ A b Mishchenko, O. G .; Klementeva, S. V .; Maslennikov, S. V .; Artemov, A. N .; Spirina, I. V. Rus. J. Gen. Chem. 2006, 76, 1907.
  5. ^ A b Semmelhack, M. F .; Zask, A. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 2034.
  6. ^ Holmes, J. D .; Jones, D. A. K .; Pettit, R. J. Organomet. Chem. 1965, 4, 324.
  7. ^ A b Davies, S. G .; Donohoe, T. J. Synlett 1993, 323.
  8. ^ Uemura, M .; Hayashi, Y .; Hayashi, Y. Čtyřstěn: Asymetrie, 1993, 4, 2291.
  9. ^ Itsuno, S. Org. Reagovat. 1998, 52, 395.
  10. ^ Schmalz, H.-G .; Arnold, M .; Hollander, J .; Bats, J. W. Angew. Chem. Int. Vyd. Engl. 1994, 33, 109.
  11. ^ Price, D. A .; Simpkins, N. S .; MacLeod, A. M .; Watt, A. P. J. Org. Chem. 1994, 59, 1961.
  12. ^ Kündig, E. P .; Liu, R .; Ripa, A. Helv. Chim. Acta 1992, 75, 2657.
  13. ^ Bitterwolf, T. E .; Dai, X. J. Organomet. Chem. 1992, 440, 103.
  14. ^ Kündig, E. P .; Xu, L. H .; Romanens, P .; Bernardinelli, G. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 7049.
  15. ^ Davies, S. G .; Donohoe, T. J .; Williams, J. M. J. Pure Appl. Chem. 1992, 64, 379.
  16. ^ Taniguchi, N .; Kaneta, N .; Uemura, M. J. Org. Chem. 1996, 61, 6088.
  17. ^ Müller, T. J. J .; Netz, A. Tetrahedron Lett. 1999, 40, 3145.
  18. ^ Davies, S. G .; Newton, R. F .; Williams, J. M. J. Tetrahedron Lett. 1989, 30, 2967.
  19. ^ Merlic, C. A .; Miller, M. M. Organometallics 2001, 20, 373.
  20. ^ Davies, S. G .; Shipton, M. R. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1990, 1780.
  21. ^ Majdalani, A .; Schmalz, H.-G. Tetrahedron Lett. 1997, 38, 4545.
  22. ^ Schmalz, H.-G .; Siegel, S .; Bernicke, D. Tetrahedron Lett. 1998, 39, 6683.
  23. ^ Widdowson, D. A .; Wilhelm, R. Chem. Commun. 1999, 2211.
  24. ^ Kamikawa, K .; Watanabe, T .; Uemura, M. J. Org. Chem. 1996, 61, 1375.
  25. ^ Davies, S. G .; Coote, S. J .; Goodfellow, C. L. In Pokroky v organicko-chemické chemii; Liebeskind, L.S., vyd .; JAI Press: Greenwich, 1991; Sv. 2. s. 1–48.