Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Хиральные лиганды в асимметрическом катализе. Монография
.pdf
ClO
-
4
(190)
CO,PPh
O
PPh
[Rh(COD)(THF)2]ClO
N
2
3
2
N
O
P
Ph
4
O
N
P
Ph
2
Rh(COD)
(191a)
-
ClO
4
PPh
Rh
2
3
COCH2Cl
(191b)
(192)
O
PPh
N
[Rh(COD)2]BF
2
4
N
O
P
Ph
Rh(COD)
2
(193)
Схема 91. Лиганды на основе (-)-ментола и (+)-камфоры
(PyrPhos) и их родиевые комплексы
BF
-
4
Комплекс (193) проявляет хорошую активность в реакциях
гидроформилирования винилароматических субстратов: стирола
(179а), 4-изобутилстирола (179b), 3-феноксилстирола (179е),
2-винилнафталина (179f), 6-метокси-2-винилнафталина (179g), в
то же время показывает умеренные регио- и энантиоселективность (45% ee для 2-винилнафталина (179f)) [271, 272].
Группой Пфальтца были синтезированы пиридилфосфиниты
(194а-к) и их иридиевые комплексы (195а-к) (схема 91) [269].
Применение комплексов (195а-к) в гидрировании транс-αметил-стильбена (290) приводит к почти полной конверсии и
высокой оптической чистоте продукта (наибольшая 97% ee на-
141
блюдалась с (195j). Каталитическая активность и оптическая индукция катализаторов на основе фосфинитов (194) при одних и
тех же условиях реакции превосходят аналогичние показатели
для катализаторов на основе фосфинов (186) и (188).
a R1 = Me, R2 = Ph, (S)
-
b R1 = Me, R2 = o-tolyl, (S)
c R1 = Ph, R2 = Ph, (R)
d R1 = Ph, R2 = o-tolyl, (S)
e R1 = Ph, R2 = Cy, (S)
f R1 = Ph, R2 = tBu, (R)
g R1 = tBu, R2 = Ph, (S)
h R1 = tBu, R2 = o-tolyl, (R)
i R1 = tBu, R2 = Cy, (S)
j R1 = tBu, R2 = tBu, (S)
k R1 = trityl, R2 = Ph, (S)
1
R
O
*
2
N
PR
2
(194a-k)
1. [Ir(COD)Cl]
2. NaBARF
1
R
O
R2P
2
*
N
Ir
(195a-k)
2
BARF
Схема 92. Хиральные пиридилфосфиниты Пфальтца и их
иридиевые комплексы1
1
Условия реакции: иридиевый комплекс (1 мол %), Н2 (5,0 МПа),
комнатная температура, 2 часа, конверсия > 99%
Эти комплексы были также использованы в гидрировании
1,2-диметил-р-метоксистирола (196а,b), метилкоричного спирта
(197), этилового эфира 2-метилкоричного спирта (198), а также
1,2,2-триметил-р-метоксистирола (199), что в основном приводит
к почти полной конверсии и высокой энантиоселективности (ee
до 96%). Это наибольшее значение энантиоселективности, полученное для этих субстратов (схема 93).
142
H
Cat. ee [%]
P
h
a
R = o-tolyl, n = 2
O
(196a) (E), (196b) (Z)
OH
(197)
COOEt
(198) (201)
O
(199)
2
Ir. cat.
H
2
Ir. cat.
H
2
Ir. cat.
H
2
Ir. cat.
*
O
(200a), (200b) (ent)
*
OH
(200)
COOEt
*
*
O
(202)
(200a) (195c) 87
(200b) (195c) 90
(195h) 96
(195f) 95
(195j) 81
Схема 93. Асимметрическое гидрирование моноарилалкенов,
катализируемое Ir-комплексами (195)
n
b R = t B u, n = 1
O
N
PR
2
2
(203a-c)
Совсем недавно Пфальтц с сотр. сообщили о бициклических
пиридилфосфинитах (203а-с), аналогичных лигандам (194а-к)
[273].
Эти лиганды были использованы в асимметрическом гидрировании, катализируемом иридием, нефункционализированных триалкилзамещенных олефинов (204а,b), (205) и привели
143
c R = o -t o l yl , n = 1
к получению соответствующих продуктов (206а,b), (207) с кон-
Cat. ee [%]
Асимметрическое гидрирование алкилзамещенных
версией более 99% и наибольшей оптической чистотой, о которой сообщалось для этих соединений (до 98% ee) (схема 94).
H
2
O
(204a) (E)
O
(204b) (Z)
(205) (207)
Ir. cat.
H
2
Ir. cat.
H
2
Ir. cat.
O
(206a)
O
(206b) (ent)
*
*
*
(203a) 93
(203b) 87
(203c) 83
(203a) 98
(203b) 94
(203c) 96
(203c) 83
(203b) 92
Схема 94.
олефинов с использованием Ir- катализаторов на основании пи-
ридилфосфинитов (203)
1
Условия реакции: иридиевый комплекс (1 мол %), Н2 (50 бар),
1
комнатная температура, 2часа. конверсия > 99%.
Гидрирование субстратов с более чем одной связью С=С, двумя или более стереогенными центрами, например терпеноидов с
боковой цепью токоферола (компонент витамина Е), может быть
выполнено стереоселективно иридиевыми комплексами, содержащими лиганды (182), (186), (194) и (203), которые были использованы в гидрировании γ-токотриенилацетата (208) (схема
95).
144
AcO
E
E
O
/
3
/
7
(208)
[Ir(203a)(COD)]BARF (1 mol%)
>99% conv.
50 bar H2, 23 oC, CH2Cl2, 2h
AcO
O
R
R
R
(209)
>98% RRR (<0.5% RRS, <0.5% RSR, <0.5% RSS)
Схема 95. Гидрирование γ-токотриенил ацетата, катализируемое комплексом иридия, содержащим лиганд (203а)
Наилучшая стереоселективность была достигнута при использовании иридиевого комплекса с лигандом (203а), который приводит практически к натуральному (R,R,R)-изомеру - γтокоферилацетату (209), являющемуся представителем важного
класса биоактивных антиоксидантов. Реакция проходит с высокой эффективностью в одну стадию.
3.3.3. Амин(имино)фосфиновые лиганды
В основном этот тип P,N-хиральных лигандов по своей структуре напоминает хорошо известные дифосфиновые лиганды с
заменой одного атома фосфора на атом азота. Далее при классификации и описании P,N-амино(имино)фосфиновых лигандов мы
будем руководствоваться этими соображениями.
145
Амино(имино)фосфиновые лиганды типа DIOP. Хиральные
2
аминофосфины (210) и (211) были синтезированы из винной кислоты в соответствии с последовательностью, показанной на
схеме 96 [274].
LiNR1R
O
O
O
O
(212)
(213)
OTs
OTs
OH
OH
(a-d)
1. TsCl
2. NaN
O
O
3
O
N
OH
O
b R = mesityl
c R = a-naphtyl
d R = o-biphenyl
NR1R
OTs
3
O
O
2
LiPPh
2
O
NR1R
PPh
O
(210 a-d)
1. H2, Pd/C
. RCH2Br
2
(a-d)
N(CH2R)
OH
a R1 = R2 = Ph
2
b R1 = Ph, R2 = Me
2
c R1 = p-MeO-C6H4, R2 =
Me
d R1 = Ph, R2 = a-naphtyl
1. TsCl
2
2. LiPPh
O
2
O
(211)
N(CH2R)
PPh
2
Схема 96. Синтез хиральных аминофосфинов на основе винной
кислоты
Некоторые из этих лигандов также были протестированы при
гидроформилировании виниларенов, но катализаторы с этими
лигандами проявили низкую энантиоселективность, наибольшая
23%
ее была достигнута в реакции гидроформилирования винил-
нафталина (179f) с использованием лиганда (210а) (схема 87)
[275].
2
146
Амино(имино)фосфиновые лиганды типа DIPAMP. Дален-
бург провел многоэтапный синтез хиральных аминофосфинов
(214а-с), исходя из хиральных аминоспиртов: норэфедрина,
псевдоэфедрина и эфедрина. А комплексы иридия и родия на их
основе (215), (216) были получены при взаимодействии с
[М(СОD)2]BF4 (М=Rh, Ir) (схема 97) [276].
Ph
2
BF
4
Ph
Me
BF
4
Ph
Me
Ph
2
P
Ph
Me
2
Ph
Me
Ph
P
N
H
2
H
Ru
Cl
2
(217a)
Ph2P Me
Ph
(214b)
(214a) = ent (214b)
Ph2P Me
(214c)
Ph
2
P
Ph
RuHCl(PPh3)
N
Me
H
2
Ph Me
3
Ph2P
NH
NHMePh
(214d)
[Ir(COD)2]BF
2
[M(COD)2]BF
[RuCl2(cymene)]
NH
2
4
4
Ph
2
Me
P
Ir
N
H
2
(215)
Ph
2
P
Ir
N
Me
H
(216a) M=Rh
(216b) M=Ir
Ph
2
Cl
P
Ru
N
N
Cl
H
H
2
(217b)
Схема 97. Хиральные β-аминофосфины на основе норэфедрина, псевдоэфедрина и эфедрина и их Rh-, Ir-, Ru-комплексы
По такой же схеме Моррис синтезировал аналогичный Р,N-
лиганд (214d). При взаимодействии с RuHCl(PPh3)3 или
[RuCl2(cymene)]2 были получены комплексы trans-RuHClL2
(217a) или trans-RuCl2L2 (217b) соответственно (схема 97) [233].
O
1
R
2
R
H2, [M]/L
M=Ir, Ru
*
OH
1
R
R
*
1. R1 = Ph, R2 = Me (218)
2. R1 = Ph, R2 = CMe3 (219)
2
3. R1 = CMe3, R2 = Me (220)
Схема 98. Реакция асимметрического гидрирования кетонов
147
Иридиевый комплекс (214b) в присутствии триэтиламина ка-
PPh
3
тализирует энантиоселективное гидрирование ацетофенона (218)
при давлении водорода 2.5 МПа, температуре 50 оС, в соотношении субстрата к металлу 100:1 с получением (S)-фенилэтанола с
оптической чистотой в 40% ее (схема 98) [276].
При гидрировании ацетофенона рутениевыми комплексами
(217а,b) в присутствии KOt-Bu в изопропаноле (субстрат: основание: катализатор = 2000:30:1) наблюдалась высокая активность
и умеренная энантиоселективность (схема 98) [277]. Применив
(217а) в качестве катализатора в этой реакции, получили (R)-1фенилэтанол с оптическим избытком в 47% ее за менее чем 2
часа при давлении 0,2 МПа. Использовав как катализатор (217b),
получили ее свыше 51%. Комплекс (217а) катализирует гидрирование менее активных кетонов, таких как триметилфенилкетон
(219), пинаколин (220), с ее 29% и 40%, соответственно. Модификация комплексов (217а,b) с BINAP приводит к увеличению
энантиоселективности (выше 72% ее).
Андриэу и др. разработали несколько хиральных α- или β-
Р,N-лигандов и смешанных α,β- и β,γ- N,Р,N-лигандов, а также Рхирогенные β-аминофосфины и изучили их свойства в Rh(I)катализируемом гидроформилировании стирола [278-282]. Используя ПМР при высоком давлении, они показали, что активность родиевых катализаторов возрастает, когда число атомов
углерода между атомами Р и N уменьшается [281].
(S)
2
NHPh
(S)
H
Cl
Cr(CO)
(220)
148
[Rh]
d
P N
D
O
Ph
D
-H
+H
+
P N
+
[Rh]
O
D
Ph
D
-D
+D
+
+
P
[Rh]
O
N
D
Ph
D
Ph CH
Ph
H
H
0
3
2
OH
CH
H
Ph CH
3
Ph CH
D
H
2
3
OH
CH
3
P ND2Ph: P,N (220) + D
Ph
+
a-d
3
D
1
Схема 99. Механизм дейтерирования стирола с помощью
[Rh]/(220)
Прекурсоры катализаторов были приготовлены in situ из хирального лиганда (S,S)-[(Ph2P)CH{o-C6H4Cl[Cr(CO)3]}(NHPh)] и
комплексов [RhCl(COD)]2 или Rh(acac)(CO)2. При гидроформилировании стирола (179a) был получен (S)-2-фенилпропаналь
(180a) с низким энантиомерным избытком 7% ее или 14% ее
соответственно (схема 87). Также провели исследование механизма энантиселективного процесса с Н/D сменой изотопов,
используя D2О как источник дейтерия [282].
149
O
H
1
(222) (223)
1. [Pd(allyl)Cl]
. AgPF
(221a)
(221a,d-i)
2
1. [Ir(COD)Cl]
2
O
*
S
2
R
NH
2
2
6
. NaBARF, H2O
O
a R1 = Ph,
Ti(OEt)
4
2
(221a-j)
O
*
S
N
t-Bu
Pd
P
Ph
Ph
(224a)
2
Ph
O
*
S
N
t-Bu
Ir
P
Ph
N
1
2
PF6-
BARF
*
S
2
R2 = (R)-tBu
R
b R1 = Ph,
R2 = (S)-p-tolyl
c R1 = Cy,
R2 = (R)-tBu
d R1 = o-tolyl,
R2 = (R)-tBu
e R1 = o-tolyl,
R2 = (S)-1-adamantyl
f R1 = o-tolyl,
R2 = (S)-3-ethylphenyl
g R1 = o-tolyl,
R2 = (S)-p-tolyl
h R1 = o-tolyl,
R2 = (S)-mesityl
i R1 = 3,5-dimethylphenyl,
-
R2 = (R)-tBu
j R1 = o-tolyl,
R2 = (S)-2,4,6-(iPr)3-phenyl
(225a,d-i)
Схема 100. Хиральные сульфинилиминовые Р,N-лиганды и их
комплексы
Характер и относительные пропорции разветвленных дейтерированных альдегидов проанализированы с помощью ЯМР - спектроскопии после достижения полной конверсии. Так как
PhCD(CHO)CH3 - единственный дейтерированный продукт, авторы предположили, что рацемизация возникшего хирального
атома углерода происходит до редуктивного элиминирования
(схема 99). Этот вывод может быть полезным при конструировании новых лигандов для более эффективного и высокоэнантиоселективного гидроформилирования.
150
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]