Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Хиральные лиганды в асимметрическом катализе. Монография
.pdf
Асимметрическое гидрирование транс-α-метилстильбена
C
D
E
(151) при давлении водорода 50 бар и температуре 23 0С в дихлорметане с лигандом PyrPHOS (154) позволило получить величину энантиоселективного избытка 99% ее. В остальных реакциях гидрирования лиганд показал лучшие результаты по
сравнению с PHOX. В табл. 3.13 сведены результаты асимметрического гидрирования (величина энантиоселективного избытка, ее %) различных субстратов, проведенного при одинаковых
условиях (1 моль% катализатора, 50 бар Н2, 23 0С, 100% конверсия субстрата).
CO2Et
A
MeO
B
MeO
MeO
F
(155)
Таблица 3. 13
A B C D E F
PHOX (145) 61 % 42 % 84 % 81 % 70 % 72 %
PyrPHOX
75 % 70 % 92 % 81 % 63 % 90 %
(154)
Примером P,N-хирального фосфинового лиганда с оксазолиновым фрагментом являются лиганды HetPНOX (156). Впервые
Тиетце (L.F. Tietze) сообщил о синтезе лигандов [251], в кото-
121
рых была произведена замена бензольного фрагмента в лиганде
b
R1 = t-Bu R2 = Ph
B
C
t-B
u
D
E
PHOX на гетероциклы, такие как тиофен (А,B), бензотиофен
(C,D), бензофуран (E).
A
S
O
S
O
S
O
Ph2P
Ph2P
N
t-Bu
Ph2P
S
O
N
N
t-Bu
R2P
a R1 = i-Pr R2 = Ph
N
1
R
O
O
Ph2P
N
t-Bu
(156)
Такие гетероциклические фрагменты могут напрямую влиять
на электронные и стерические свойства лигандов и позволяют
подстраивать эти лиганды в реакциях с конкретными субстратами. Так, в этой же работе были проведены тестовые реакции
асимметрического алкилирования 1,3-дифенил-2пропенилацетата диметилмалонатом натрия, катализируемые
палладием (схема 81).
122
OAc
P
h
P
h
[Pd (η-
C3H5) Cl]2/2,5 моль% L
MeO2C CO2Me
ТГФ , - 10 0С
Ph
Ph
+ CH2 (CO2Me)
Схема 81. Асимметрическое алкилирование
1,3-дифенил-2-пропенилацетата (157)
Результаты асимметрического алкилирования представлены в
табл. 3.14.
Таблица 3.14
Лиганды Время, ч Выход, % ее, %
А 14 83 75 (S)
B 14 89 86 (S)
C-a 2 92 97 (S)
C-b 6 91 94 (S)
D 14 86 88 (S)
E 14 89 86 (S)
Наилучшие результаты были получены с использованием лиганда С-а (92% выход после 2 часов алкилированиии, 97% ее),
наихудшие - с использованием лиганда А (83% выход после 14
часов алкилирования, 75% ее).
Иридиевые комплексы HetPНOX (156) (А, В) были использованы при асимметрическом гидрировании (Е)-1,2дифенилпропена (158), β-метилкоричного спирта (159) и имина
(160) (табл. 3.15) [252, 253].
123
S
A
B
>
>
>
+
+
BARF
_
S
R2P
Ir
(cod)
O
N
1
R
R2P
Ir
(cod)
O
N
1
R
(156)
a R1 = i - Pr R2 = Ph
b R1 = t - Bu R2 = Ph
c R1 = t - Bu R2 = o-Tol
d R1 = t- Bu R2 = Cy
a R1 = i - Pr R2 = Ph
b R1 = t - Bu R2 = Ph
c R1 = i - Pr R2 = o - Tol
d R1 = Ph R2 = Ph
Таблица 3. 15.
Асимметрическое гидрирование с использованием ири-
диевых комплексов HetPНOX (156)
№ Субстрат Продукт Комп-
лекс,
(156)
[a]
Степень
конверсии,
%
_
BARF
ее,
%
1
A-a
>99% 77
158
2
3
4
124
A-b
A-d
B-a
99% 95
99% 99
99% 70
Окончание табл. 3. 15.
H
>
>
а
>
b
>
№ Субстрат Продукт Комп-
лекс,
(156)
5
OH
*
A-a
O
159
6
7
B-b
A-a
Степень
конверсии,
%
99%
99%
99%
ее,
%
94
94
83
N
N
H
160
8
B-a
99%
86
a
[Ir(лиганд)(COD)]BARF (1-2 mol.%), 5 МПа H2, CH2Cl2, ком-
натная температура, 2 ч.
b
0.1 mol. % комплекса.
Эти иридиевые комплексы показали высокую активность, в
большинстве случаев после 2-4 часов наблюдается полная конверсия, при загрузке катализатора в 1-2 мол %, и высокая энантиоселективность (>99% ее).
Синтез таких лигандов проводят по различным методикам.
Мы сошлемся на методику, которая предложена в работе [254].
В том случае, когда связующим фрагментом является тиофеновый фрагмент, исходными веществами для синтеза лиганда выступают хиральные аминоспирты и 2-цианотиофен (схема 82).
125
S
R
ZnCl
R
R
1. n-BuLi, Et2O
2
S CN
хлорбензол
H2N
OH
O
N
R
Ph2P
S
O
N
S
O
N
-78 0C, 30 мин
0 0C, 30 мин
2. Ph2PCl
-78 0C до КТ
Схема 82. Синтез лигандов типа HetPНOX (156) (А)
Схема синтеза производных бензотиофена отличается от той
схемы, которая использовалась для синтеза лигандов на основе
тиофена. На первой стадии бензотиофен бромируют в третьем
положении и превращают в соответствующую карбоновую кислоту через реактив Гриньяра и СО2. Затем образуется оксазолиновый фрагмент и стандартным образом присоединятся фосфиновая группа (схема 82).
Важным классом хиральных лигандов с оксазолиновым
фрагментом для асимметрического катализа являются также
фосфит-оксазолиновые лиганды. Простота синтеза, коммерче-
ская доступность и дешевизна оптически чистых исходных соединений и эффективность этих лигандов в различных асимметрических реакциях - привлекательные факторы для промышленного использования этого типа лигандов.
126
R
E
t2N
S
S
R
CO NH
R
OH
COCl
S
дихлорметан
H2N
OH
O
N
S
CO NH
R
OH
1. SOCl
2. NaOH/MeOH
2
1. n-BuLi
- 78 0C
S
N
O
2. Ph2PCl
- 78 0C
S
Ph2P
N
Схема 82. Синтез лигандов типа HetPНOX (156) (В)
В общем виде такие бидентатные P,N-лиганды, имеющие P-O
связи можно представить в следующем виде:
O
R
R
127
R
1
1
A
1
P
X
N
R
2
B
Здесь возможны различные комбинации атомов A, B и X. Рассмотрим комбинацию A=B=X=O, а в качестве R1 возьмем за основу BINOL. Тогда в качестве фрагмента R2, например, в работе
Пфальца был использован оксазолиновый фрагмент (161) [255-
258].
O
O
R
1
N
O
R
2
O
P
R
O
O
R
1
N
O
R
2
O
P
R
(Rax,S) – (161) (Sax,S) – (161)
Асимметрическая индукция определяется в основном для
большинства подобных лигандов симметрией BINOL-фрагмента.
Так, в Pd-катализирумой реакции алкилирования ацетат-3фенилпропен-2-ила (162) (схема 83) для фосфит-оксазолина с R1
= H и R2 = t-Bu достигается значение энантиомерного избытка
79% ее и соотношение b/l = 46:54 для (Rax,S) – (161) и 86% ее с
соотношением b/l=69:31 для (Sax,S) – (161). Замена в оксазолиновом фрагменте R2 = t-Bu на другие алкильные заместители или на
Ph приводит к уменьшению энантиоселективности и регеоселективности, а замена растворителя с дихлорметана на бензол увеличивает энантиоселективность до 90% ее и b/l = 76:24.
128
C
O2M
e
MeO2C
60-80
%
b
l
Ph
+ CH2(CO2Me)
OAc
[Pd (C3H5) Cl]/2.5 mol % L
Ph
Ph
+
CO2Me
CO2Me
Схема 84. Реакция алкилирования ацетат-3-фенилпропен-2-
ила (162)
Аксиально-хиральный лиганд (161) был синтезирован в две
стадии из энантиочистого бинафтола (163) (схема 85). В данном
примере лиганд получают в одну стадию из хлорфосфита на
основе хирального бинафтола (164) и легкодоступного третичного спирта с оксазолиновой частью. Таким же путем был получен лиганд (165) на основе D-глюкозоамина.
PCl3, NEt3, толуол, -78oC
OH
OH
90%
O
O
P Cl
HO
(163)
N
CO2HHO
H2N
OH
t-Bu
O
84%
(164)
O
O
P
O
O
N
t-Bu
t-Bu
NEt3, толуол, -78oC
(161)
Схема 85. Синтез аксиально-хирального фосфит-оксазолинового
лиганда (161)
129
t-B
u
P
P
h
t-Bu
Ph
O
O
N
Ph
O
O
O
t-Bu
t-Bu
O
O
(165)
Лиганд на основе D-глюкозоамина (165) был успешно применен в асимметрической катализируемой палладиевым комплексом реакции Хека, при этом показаны исключительно высокие
значения энантиоселективности [259, 260].
Пфальтц (A. Pfaltz) с сотр. сообщил о синтезе ТАДДОЛпроизводных фосфит-оксазолиновых лигандах (166а) и (166b)
[261].
Ph
O
O
Ph
Ph
O
O
O
P
N
O
a R=(S)-t-Bu
b R=(R)-i-Pr
R
(166)
Иридиевые комплексы, полученные из [Ir(COD)Cl]2 и лиганда
(166а), были успешно применены в энантиоселективном гидри-
ровании разнообразных олефинов с высокой конверсией и хорошей энантиосективностью (62 - 90% ее) (табл. 3.16). Наилучший результат с этим лигандом был получен при гидрировании
(Z)-2-(4-метоксифенил)бут-2-ена [(Z)-(169)] с энантиоселективностью в 90% ее [262].
130
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]