Новые ахиральные субстраты и хиральные хелатирующие катализаторы для реакций асимметрического образования связи углерод-углерод в условиях межфазного катализа

• Автор: Арутюнян, Сюзанна Робертовна
• Шифр специальности: 02.00.08, 02.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил

Оглавление

I. ЛИТЕРА ТУРПЫЙ ОБЗОР.

1.1. Основные закономерности и преимущества межфазного катализа.

1.1.1. Асимметрическое алкилирование в условиях межфазного катализа.

1.2. Асимметрическая реакция Михаэля. Каталитическая энантиоселективная реакция

Михаэля

1.2.1. Каталитическая асимметрическая реакция Михаэля, промотируемая хиральными

производными аминов1В

1.2.2. Асимметрическая реакция Михаэля в условиях межфазного катализа

1.2.3. Металлокомплексный катализ в каталитической асимметрической реакции Михаэля

1.3. Каталитический асимметрический синтез ааиинокислот.

1.4. Нелинейные эффекты в реакциях асимметрического катализа.
II. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ И ВЫБОР ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.
III. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
III. 1. Структура и синтез ахиральных комплексов шиффовых оснований
аминокислот
1.2. Синтез рацемических и ахиральных аминокислот
Ш.2.1 .Алкилирование ахиральных комплексов 1 алкилгалогенидами в условиях
межфазного катализа
II 1.2.2. Реакция 1,4присоединения по Михаэлю шиффовых оснований комплексов 1 к
производным метакрилага и к нуклеофилам
Ш.З. Синтез энантиомерно обойденных ааминокислот
1.3.1. Асимметрическое алкилирование шиффовых оснований комплексов 1
алкильными галоидами в условиях межфазного катализа
III.3.2. Асимметрическая альдольная конденсация комплексов 1 с карбонильными
соединениями и синтез оптически активных Роксиааминокислот
III.3.3 Асимметрическая реакция присоединения по Михаэлю комплексов 1 к электроноакцепторным соединениям в условиях межфазного катализа
Ш.3.3.1 Асимметрическое 1,4присоединение комплексов 1 к акцепторам Михаэля,
катализируемое хиральными аминоспиртами
Ш.3.4. Механистические аспекты асимметрических реакций апкилирования и Михаэля с использованием комплексов 5, промотирусмых производными хиральных аминобинафтолов в межфазных условиях.
IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.
ЛИТЕРАТУРА


При этом катализатор выполняет две функции а депротонирование за счет наличия положительного заряда прот ивостоящего реакционному цент ру субстрата, благодаря чему уход прогона облегчается б освобождение аниона субстраза находящегося на ПРФ посредством образования ионной пары, сопровождающееся одновременным переходом противоиона катализатора в водную фазу схема 2. Асимметрическое алкилирование в условиях межфазного катализа. Таким образом. МФК в настоящий момент является общим метолом в синлсти ческой химии. Использование хиральных нерацемических катализаторов в реакциях приводящих к образованию нового стереогенного центра позволяет проводить МФКрсакции асимметрически. Между тем прогресс в асимметрическом синтезе АС с использованием МФК идет довольно медленно в сравнении с обычным МФК. Учитывая несомненную важность АС и преимущества МФК, тандем этих двух химических областей является наиболее перспективным направлением в органическом синтезе. Цинхониевые алкалоиды вследствие наличия в них различных функциональных групп до настоящего момента занимали центральное место в структурировании хиральных нерацемических МФК. Хиральные четвертичные аммонийные соли, полученные из алкалоидов а также другие МФК представлены на рисунке I. Соли Ыпроизводных цинхонина 1,4 или хинидина ЬЗ и цинхонидина Ь2 или хинина Ы являются диастереомерами, но по атому углерода, связазанному с гидроксигруппой являются энантиомерами рисунок 1. И в реакциях асимметрического синтеза ведут себя как энантиомеры. Таким образом, эти соединения являются между собой псевдоэнантиомерами. Альтернативой аммонийным солям являются хиральные краунэфиры типа Ь9, которые в отличии от последних не разлагаются в условиях высокой основности. Обычно эти соединения выдерживают большее число каталитических циклов, чем алкалоиды и их структура более простая. Но краунэфиры отличаются дороговизной и сложностью синтеза, что ограничивает их применение в масштабных количествах. В условиях гетерогенности интенсивное перемешивание является необходимым для ускорения МФ реакций, но на степень асимметрической индукции это обычно не влияет. На сегодняшний день примеров асимметрического МФК довольно много. Но успех в этих реакциях был достигнут только в последние годы. При этом основные работы по асимметрическому МФК сконцентрированы на реакциях асимметрическою образования связи СС, в частности, на реакции алкилирования СНкислот алкильными галоидами. Первым удачным примером эффективного асимметрического алкилирования с использованием МФК была реакция алкилирования фенилинданона, сообщавшаяся в работе исследовательской группы Мегска В этом случае продукт был получен с ее и химическим выходом схема 3. Высокую асимметрическую индукцию авторы объясняют образованием ионной пары за счет фиксации субстрата с Ы посредством электрстатичсского взаимодействия противоположно заряженных частиц, образования водородной связи, и лл стэкинг взаимодействия. Фосфониевые соли имеющие несколько возможностей образования водородной связи и взаимодействовия с анионом субстрата также могут применяться в качестве МФК в асимметрическом бензилировании 3кетоэфиров. Так катализатор Ь7 обеспечил ее и химический выход продукта алкилирования в пределах схема 4. До начала работы над настоящей диссертацией, наиболее удачными примерами асимметрического МФК в приложении к синтезу опгическиактивных аминокислот были работы по алкилированию основания Шиффа бензофенона и требутилового эфира глицина, так называемого субстрата ОДоннела в присутствии МФК схема 5. Рассмотрим кратко эти работы. Первый пример по алкилированию с использованием этого субстрата и хиральных четвертичных аммонийных катализаторов сообщался в работе ОДоннела и сотрудников в году. Так, асимметрическое бснзилированис ОАПцинхониновым катализатором при 5С обеспечивает химический выход и энантиоселсктивностъ таблица 1, опыт 2. Опыт ЯХ Катализатор снованисрастль Темп. ВпВг Ь1 ЯН, ХС1 ИаОН СН2С К. ВпВг ЬЗ ЯН, ХВг СН2С Толуол 5 0. ВпВг Ь5 ЯН, ХС1 КОН Толуол к. Ме1 Ь5 ЯН, ХС1 КОН Толуол к. АНВг Ь5 ЯН, ХВг КОН Толуол к. ВпВг КОН Толуол 0 0.