Josiphos ligandy - Josiphos ligands - Wikipedia

A Josiphos ligand je typ chirální difosfin který byl upraven na Podklad -charakteristický; jsou široce používány enantioselektivní syntéza.[1] Jsou pojmenovány po technikovi, který vyrobil první, Josi Puleo.[2]

Obecně Josiphos ligand[3]

Dějiny

Homogenní katalýza se často používá pro enantioselektivní transformace. The ligandy nesou chirální informace, a proto jsou upraveny pro jednotlivé substráty. Ligandy mohou také ovlivnit chemoselektivita katalyzátoru. Josiphos ligandy, často nazývané privilegované ligandy, jsou důležité kvůli své schopnosti poskytovat vysoké výtěžky v enantioselektivní syntéze.[4][5]

Josiphos ligandy vyvinul v 90. letech Antonio Togni ve studiích o ferrocenyl ligandy dříve objevené T. Hayashim (1986). Tyto studie se zaměřily na Au (I) katalyzované aldolová reakce v Centrálních výzkumných laboratořích bývalé Ciba (nyní Novartis ). Difosfinové ligandy byly připraveny se sekundárními fosfiny, dnes jsou známé jako rodina ligandů Josiphos, která dostává jméno po Josi Puleovi, technikovi, který připravil první. Nejprve to bylo vyzkoušeno v Ru-katalyzovaném enamidu hydrogenace syntéza vedoucí k ee Je vyšší než 99% a TOF 1 000 hodin−1.[6][7] Ligand byl úspěšně aplikován na syntézu herbicid (S) -metolachlor, aktivní složka nejběžnějšího herbicidu ve Spojených státech. Syntéza probíhá prostřednictvím enantioselektivní hydrogenace z já těžím (obrázek 2).[8][9][10] Reakce probíhá se 100% konverzí s TÓN více než 7 000 000 a Frekvence obratu (TOF) vyšší než 2 000 000 h−1. Tento proces je aplikací enantioselektivní hydrogenace v největším měřítku a produkuje více než 10 000 tun / rok požadovaného produktu s 79% ee.

Xyliphos.png

Obrázek 2: Xyliphos ligand

Ligandy se také používají při neenantioselektivních reakcích. Byli dobrými ligandy v Pd-katalyzované reakci arylchloridy a arylvinyltosyláty s TON 20 000 nebo vyšším.[11] Také v Pd / Josiphos katalyzované karbonylaci.[12] Spojení s Grignardem a Spojka Negishi reakce[13][14]

Na základě licence od společnosti Solvias je komerčně dostupná řada ligandů Josiphos. (R-S) a jeho enantiomer se běžně používají, protože poskytují vyšší výtěžky a vyšší enantioselektivity než diastereomer (R, R).[15][16] Ferrocenové lešení se ukázalo jako univerzální.[15][17][18][19][20][21] Jedním strukturálním parametrem, který ovlivňuje reaktivitu, je úhel záběru. Úhel P1-M-P2 má průměrnou hodnotu 92,7 °.[15]

Pohled na obecnou konformaci komplexu Josiphos ligands

Obrázek 3: Pohled na obecnou konformaci komplexu ligandy Josiphos

Obecná shoda pro pojmenování zkracuje individuální ligand jako (R) - (S) -R2PF-PR '2. Substituent na Cp je zapsán před F a R na chirálním středu za F[1]

Syntéza ligandů Josiphos

Obecný přístup k přípravě ligandů Josiphos je uveden na obrázku 4, počínaje od Ugi je amin.

Schéma pro obecnou syntézu ligandů Josiphos

Obrázek 4: Schéma obecné syntézy ligandů Josiphos[22]

Důležitým zlepšením od prvního záměru, které již bylo uvedeno na obrázku 4, je používání N (CH3)2 skupina jako odstupující skupina a ne acetát. Bylo také zjištěno, že použití kyseliny octové jako rozpouštědla poskytlo lepší výtěžky.

Reakce s použitím ligandů Josiphos

Některé reakce, které se provádějí za použití komplexů M-Josiphos jako katalyzátoru, jsou uvedeny níže. 1) Hydroborace styrenu

HB styrenu.png

Obrázek 5: Hydroborace styrenu[23]

S ee je až 92% a TOF 5-10 hodin−1. Reakce se provádí při -78 ° C. Hayashiho komplex Rh-binap poskytuje lepší výnos.[24]

2) Hydroformylace styrenu

Hydroformylace styrenu.png

Obrázek 6: Hydroformylace styrenu


Výtěžek až 78% ee produktu (R), avšak s nízkým obsahem TON a TOF, 10–210 a 1–14 h−1, resp.[1][25]

3) Redukční aminace

Aminace s metolachlor.png

Obrázek 7: Redukční aminace[26]

Jedná se o přípravu (S) -metolachloru. Je vysoce závislá na rozpouštědle, kde je AcOH nezbytný pro dosažení dobrých výtěžků a 100% konverze.

4) Hydrogenace exocyklického methylaminu

Exocyklická iminová hydrogenace.png

Obrázek 8: Hydrogenace exocyklického methylaminu

Tato reakce je klíčovým krokem pro syntézu inhibitoru HIV integrázy, Crixivan. Tato reakce poskytla 97% ee s TON a TOF 1000 a 480 hodin−1, resp. Toto je jedna z mála známých reakcí o homogenní hydrogenaci heteroarenu. Objemné skupiny R zvyšují výkon katalyzátoru.[27][28]

5) Asymetrická syntéza derivátů chromanoylpyridinu

HIV rxn.png

Obrázek 9: Asymetrická syntéza derivátů chromanoylpyridinu[29]

Tato reakce ukazuje meziprodukt pro syntézu derivátu chromanoylpyridinu použitého pro růst vlasů a jako antihypertenzivum. K této reakci dochází s vysokou enantioselektivitou, ale nízkou aktivitou.

Další reakce, při kterých lze použít ligandy Josiphos, jsou; hydrogenace vazeb C == C, hydrogenace C == N, C == C a C == O, katalyzovaná allylová substituce, hydrokarboxylace, Michaelova adice, allylová alkylace, Heckova reakce, otevření kruhu oxabicyklů, izomerace allylaminů a allylová substituce.

Reference

  1. ^ A b C [3] H-U. Blaser, W. Brieden, B. Pugin, F. Spindler, M. Studer a A. Togni, vrchní. Catal., 2002, 19, 3.
  2. ^ Privilegované chirální ligandy a katalyzátory Qi-Lin Zhou 2011
  3. ^ [3] H-U. Blaser, W. Brieden, B. Pugin, F. Spindler, M. Studer a A. Togni, vrchní. Catal., 2002, 19, 3.
  4. ^ [1] Spessard, Gary a Miessler, Gary (2010). Organometallic Chemistry: Second Edition. 378-379.
  5. ^ [2] Elschenbroich, Christopher (2006). Organometallics: Třetí vydání. str. 518-519
  6. ^ [Togni, Chimia., 1996, 50, 86.
  7. ^ Ito, M. Sawamura a T. Hayashi, J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 6405.
  8. ^ Spessard, Gary a Miessler, Gary (2010). Organometallic Chemistry: Second Edition. 378-379.
  9. ^ H-U. Blaser, W. Brieden, B. Pugin, F. Spindler, M. Studer a A. Togni, vrchní. Catal., 2002, 19, 3.
  10. ^ [20]http://www2.chemistry.msu.edu/faculty/wulff/myweb26/Literature_pdf/2009-04-10%20Aman.pdf
  11. ^ Littke, A.F a Fu, GG, Angew. Chem. Int. Vyd., 2002, 41, 4176.
  12. ^ [17] Cai, C., Rivera, N.R., Balsells, J., Sidler, R.S., MC Williams, J.C., Schultz, C.S a Sun Y, Org. Lett, 2006, 8, 5161
  13. ^ [18] Limmert, M. E., Roy., A. J. a Hartwig J. F., J. Org. Chem., 2005, 70, 9364
  14. ^ [19] Alvaro, E a Hartwig, J.F, J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 7858
  15. ^ A b C Zhou Q.L, (2011). Privilegované chirální ligandy a katalyzátor. 93-127
  16. ^ Thommen, M a Blasr, H.U Pharma Chem, 2002, 33-34
  17. ^ Blaser, H.U., Malan, C., Pugin, B., Spindler, F., Steiner, H., a Studer, M, 2003. Adv. Synth. Catal, 345, 103-152
  18. ^ [11] Whitesell, J. K. Chem. Rev ,. 1989, 89, 1581
  19. ^ Inoguchi, K., Sakuraba, S. a Achiwa, K. Synlett, 1992, 169
  20. ^ [13] Chen, W. a Blaser, H.U. 2008 v publikaci Trivalent Phosphourus compunds in Asymetric Catalyst: Syntéza a aplikace. (např. A. Borner), str. 359-393
  21. ^ [10] Zhou Q.L, (2011). Privilegované chirální ligandy a katalyzátor. 93-127
  22. ^ [4] A.Togni, Chimia., 1996, 50, 86
  23. ^ [5] T. Hayashi, Comprehensive Asymetric Catalyst, eds. E.N. Jacobsen, A. Pfaltz a H. Yamamoto, 1999, s. 247
  24. ^ H.U. Blaser, H.P. Buser, H.P. Jalett, B. Pugin a F. Spindler, Synlett. 1999, 867
  25. ^ [21] Godard, C., Ruiz, A. a Claver C. Helv. Chim. Acta, 2006, 89, 1610
  26. ^ [6] H.U. Blaser, H.P. Buser, H.P. Jalett, B. Pugin a F. Spindler, Synlett. 1999, 867
  27. ^ [22] R. Fuchs, EP 803502 (1996) přiděleno Lonza A.G.
  28. ^ [23] M.Studer, C. Wedemeyer-Exl, F.Spindler a H.U Blaser, Monatsh. Chem, 2000, 131, 1335
  29. ^ [7] E. Broger, Y. Crameri a P. Jones, WO 99/01 453. (1997), přidělen Hoffman-La Roche