|
Строительные блоки будущего
|
|
|
|
Строительные блоки на будущее: Катализируемое родием циклоприсоединение [2+2+1] обеспечивает высокую энантиоселективность
|
|
|
|
Реакции циклоприсоединения являются эффективной стратегией для создания циклических соединений, которые являются важными строительными блоками для других химических веществ. В этих процессах Pi-электроны из различных ненасыщенных молекул, таких как алкены, алкины-алкины диеновые соединения, объединяются, образуя новые циклические структуры за один этап. Pi-электроны отвечают за образование Pi-связей в двойных и тройных связях. В двойной связи одна из связей C-C является Pi-связью, в то время как в тройной связи две связи C-C являются Pi-связями.
|
|
|
|
В ходе этих реакций Pi-электроны перестраиваются, образуя новые ?-связи, что приводит к образованию кольцевых структур. Например, в циклоприсоединении [2+2+2] три компонента, каждый из которых содержит по два Pi-электрона, объединяются, образуя шестичленное кольцо.
|
|
|
|
В циклоприсоединении [2+2+1] два компонента с двумя Pi-электронами каждый, а также дополнительный компонент, действующий как единое углеродное звено, объединяются, образуя пятичленное кольцо. Эти реакции отличаются высокой эффективностью, поскольку большинство реагентов преобразуются в конечный продукт. Хотя реакции [2+2+2] хорошо известны, получение соединений с требуемой хиральностью с использованием реакций [2+2+1] является сложной задачей.
|
|
|
|
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Synthesis, исследовательская группа под руководством профессора Кена Танаки из Токийского технологического института разработала энантиоселективную реакцию циклоприсоединения, катализируемую родием (Rh) [2+2+1]. В реакции используются три различных 2Pi-компонента — циклоалкены, ацетиленкарбоксилаты и концевые алкины — для получения хиральных производных 3-метиленциклопент-1-ена с исключительной селективностью.
|
|
|
"Конечной целью межмолекулярного циклоприсоединения является регулирование каталитической селективности с использованием трех различных 2Pi-компонентов", - говорит Танака. "В качестве каталитической версии мы разработали единственный пример энантиоселективного межмолекулярного перекрестного [2+2+1] циклоприсоединения".
|
|
|
|
Исследования механизма реакции показали, что она начинается с координации циклоалкенов и ацетилендикарбоксилатов на катионном катализаторе Rh(I) с образованием промежуточного продукта родациклопентена. Конечный алкин затем вступает в реакцию с этим промежуточным продуктом с образованием винилиденового промежуточного продукта. После этого на стадии восстановительного удаления образуется конечный циклоприсоединение при регенерации катализатора Rh(I).
|
|
|
|
Одним из главных преимуществ этого метода является его совместимость с широким спектром подложек. Исследователи использовали производные оксабензонорборнадиена и норборнена в качестве циклоалкенов, ди-трет-бутил- и диметилацетилендикарбоксилатов и концевых алкинов, таких как 1-додецин, фенилацетилен и силилацетилены. С помощью фосфиновых лигандов, таких как (R)-BINAP и (R)-Segphos, они могли бы тщательно контролировать энантиоселективность и выход, получая изомеры производных 3-метиленциклопент-1-ена со значениями энантиомерного избытка в диапазоне от 94% до более чем 99%.
|
|
|
|
Производные 3-метиленциклопент-1-ена являются невероятно полезными строительными блоками для создания множества различных типов молекул. Например, добавляя к этим молекулам водород (гидрирование), исследователи получили мультициклические циклопентены. При эпоксидировании получаются мультициклические эпоксиды, которые в дальнейшем могут быть преобразованы в различные гидропероксиды, спирты и альдегиды.
|
|
|
|
Обладая огромным потенциалом для получения широкого спектра трехмерных соединений, синтез которых в других условиях является сложной задачей, этот каталитический подход открывает путь к получению новых соединений с различными областями применения.
|
|
|
|
"Нынешнее [2+2+1] циклоприсоединение и последующие преобразования обеспечивают доступ к недоступным в других случаях трехмерным соединениям, которые привлекательны для исследований в области создания лекарств", - говорит Танака.
|
|
|
|
Источник
|
