Новости химической науки > Органический дайджест 128

В сегодняшнем выпуске дайджеста: золотой катализатор способствует одновременному разрыву связей C-H, C-C и CC; активация метильной С–Н в ДМФА; расщепление простых эфиров в присутствии солей диазония; эффективный синтез фосфата озельтамивира и получение хиральных лигандов двунаправленным металлированием гидрогидробензоинов.

Рай-Шунг Лю (Rai-Shung Liu) из Национального Университета Циньхуа сообщает о катализируемом комплексом золота окислительном расщеплении арилзамещенных алкиниловых эфиров молекулярным кислородом. Лю отмечает, что его работа является первым примером одновременного разрыва связи C-H, одинарной и тройной связей углерод-углерод на воздухе при комнатной температуре и низкой загрузке катализатора. [1]

Рисунок из Chem. Commun., 2009, DOI: 10.1039/b908338c

Описанные ранее методы окислительного расщепления тройных и двойных связей молекулярным кислородом требуют высоких температур и дополнительных добавок. Разработанный Лю метод может быть осуществлен при комнатной температуре при низкой загрузке катализатора без сокатализатора.

Лю отмечает, что его система может послужить моделью для изучения механизма быстрого расщепления тройных связей углерод-углерод. Он надеется, что по результатам дальнейшего исследования он надеется на дальнейшие успехи в разработке систем окислительного расщепления тройных связей при комнатной температуре. Он полагает, что самое интересное развитие работы – замена дорогого золотосодержащего катализатора на более дешевый и эффективный катализатор, особое внимание он планирует уделять комплексам Cu(I).

Валери Скотт (Valerie J. Scott), Джон Берко (John E. Bercaw) и Джей Лабингер (Jay A. Labinger) из Калифорнийского Технологического Университета впервые продемонстрировали, что метильные С–Н связи ДМФА активируются иридием предпочтительнее активной альдегидной связи C–H [2].

Рисунок из Organometallics, DOI: 10.1021/om9002413

Диметилформамид [ДМФА, (CH₃)₂NCHO] – растворитель, который часто используется для введения карбонильные группы в органические и неорганические соединения, хотя механизм реакций карбонилирования, основанных на использовании ДМФА до сих пор неясен. Предполагается, что карбонилирование начинается с активации альдегидной С–Н связи.

Однако, когда исследователи из Калифорнийского технологического синтезировали карбонилйодидный комплекс иридия для одного из исследовательских проектов, они случайно обнаружили побочную реакцию активации метильной С–Н связи, альдегидная С–Н при этом в реакции не участвовала. Иридиевый комплекс, содержащий активированную метильную С–Н, был выделен как минорный продукт кипячения IrCl₃ с ДМФА в кислой среде.

Соли диазония – важные интермедиаты реакций азосочетания и обнаруженных недавно реакций образования связи С–С, катализируемых комплексами палладия. Эти соединения легко получить и хранить в форме тетрафторборатов, однако до настоящего времени было обнаружено, что диазониевые группы устойчивы только в реакциях нуклеофильного замещения.

Рисунок из J. Org. Chem. 2009, 74, 3955

Нгуен (N. H. Nguyen) и Куньо (C. Cougnon) из Университета Мэн (Франция) разработали метод удаления арил-эфирных защитных групп, который не затрагивает диазониевые группы. Для осуществления этой реакции они использовали избыток BBr₃ в CHCl₂. Ароматические кольца могут содержать дополнительные заместители, такие как метильные, метоксильные или нитрогруппы. Ароматический цикл может быть представлен пиридильным, нафтильным или бифенильным фрагментом [3].

Авторы предлагают механизм, который объясняет меньшую активность пара-замещенных изомеров в сравнении с мета-замещенными. В пара-производных диазониевая группа стабилизирована за счет эффекта сопряжения, что делает электроны кислорода менее доступными к участию в процессе.

Разработка метода синтеза фосфата остельмавира (1; торговая марка Тамифлю) весьма важна, так как 1 является единственным препаратом, использующимся для лечения и профилактики гриппа, вызванного штаммом H5N1 («птичий грипп») и одним из двух противовирусных препаратов, эффективных в лечении заболевания, вызванного штаммом H1N1 («свиной грипп»).

J. Org. Chem. 2009, 74, 3970

В настоящее время единственным промышленным способом получения 1 считается метод компании Hoffman-La Roche, однако он включает в себя большое количество стадий и отличается относительно невысоким выходом. Ши (X.-X. Shi) из Университета Науки и Технологии Восточного Китая (Шанхай) разработали укороченный метод синтеза 1 исходным сырьем для которого является (–)-шикимовая кислота (2) [4].

Исследователи конвертировали шикимовую кислоту в этилшикимат (3), затем добавили к 3 MeSO₂Cl, Et₃Nи каталитическое количество 4-(диметиламино)пиридин, получив соединение 4. Соединение 4 было обработано NaN₃ с образованием азида 5, способного к стереоселективному замещению по аллильному атому C–3. Конфигурацию у C–3 обратили с (R) на (S). Из-за региоселективности на этом этапе группы при C–4 и C–5 мезилата осталисьнезатронутыми.

Обработка соединения 5 Ph₃P, Et₃N и H₂O привела к образованию азиридинового кольца 6, которое быстро ацилировали смесью Ac₂O/Et₃N до N-ацетилазиридина 7. Взаимодействие 7 с BF₃∙Et₂O в пентаноле-3 способствует стереоселективному раскрытию азиридинового цикла и образованию 8 с желаемой стереохимией при C–3 и C–4. Защитную группу у C–5 удаляли нуклеофильным замещением азидом, получая 9. На последней стадии азидный фрагмент заместили на –NH₃⁺(H₂PO₄)^– (по рагнее разработанной в этой же группе методике ) и получили целевой продукт 1.

Каждый из отдельных этапов синтеза отличается относительно высоким выходом, суммарный выход 1 составляет 47%. Количество стадий в синтезе 1 сокращено с 13 до 8. Ши отмечает, что простая кристаллизация 4 и легкая очистка 6, не требующая колоночной хроматографии, дополнительно обуславливает возможность использования нового метода в промышленном получении 1.

Энантиомерные гидробензоины с конфигурацией (S,S) и (R,R) представляют собой доступные хиральные молекулы, которые могут использоваться как лиганды или сокатализаторы в асимметрическом синтезе и катализе. Введение орто-заместителей в эти соединения должно увеличивать селективность реакций образования хиральных соединений, в которых они принимают участие.

Org. Lett. 2009, 11, 1903

Бриттон (R. Britton) разработал one-pot способ получения производных гидробензоинов, используя необычный метод, основанный на использовании тетрааниона. Первоначально исследователи из группы Бриттона использовали раствор n-BuLi в смеси Et₂O–гексан, чтобы получить анион, этот анион гасили в ходе электрофильной реакции с D₂O для определения количества образующегося тетрааниона. Был сделан вывод о том, что быстрое депротонирование гидроксильных групп сопровождается быстрым депротонированием ароматических колец в орто-положении [5].

Авторы использовали оптимизированные условия депротонирования для реакции с такими электрофилами как MeI, I₂, CO₂ и B(OMe) ₃, однако степень введения этих электрофилов оказалась меньшей, чем степень введения дейтерия. Заметного увеличения выхода не наблюдалось даже при попытке переметаллирования кислотами Льюиса.

В конечном итоге для получения орто-замещенных производных гидробензоина исследователи использовали реакцию обмена галогена на йод в орто-йодированных производных гидробензоина с последующей реакцией литийорганики с электрофилами или каитализируемым палладием сочетанием связей C–C. Орто-замещенные производные гидробензоина (2) были также получены из бисбензоксаборола (1) с помощью катализируемой палладием реакции с галогенидами или с помощью окисления 1 H₂O₂ до тетраола (3).

Источники: [1] Chem. Commun., 2009, DOI: 10.1039/b908338c; [2] Organometallics, DOI: 10.1021/om9002413; [3] J. Org. Chem. 2009, 74, 3955; [4] J. Org. Chem. 2009, 74, 3970; [5] Org. Lett. 2009, 11, 1903

метки статьи: #кинетика и катализ, #органическая химия, #органический синтез, #химия полимеров, #элементоорганическая химия