Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с редукции CBS )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Редукция Кори – Ицуно
Названный в честьЭлиас Джеймс Кори
Шиничи Ицуно
Тип реакцииОрганическая окислительно-восстановительная реакция
Идентификаторы
Портал органической химииКори-бакши-шибата-сокращение

Восстановление Кори-Ицуно , также известное как восстановление Кори-Бакши-Шибаты (CBS) , представляет собой химическую реакцию, в которой ахиральный кетон энантиоселективно восстанавливается с образованием соответствующего хирального нерацемического спирта. Реагент оксазаборолидин, который опосредует энантиоселективное восстановление кетонов, был ранее разработан лабораторией Ицуно, и, таким образом, это преобразование может более правильно называться восстановлением оксазаборолидина Ицуно-Кори. [1]

Сокращение CBS

В 1981 году Ицуно и его коллеги впервые сообщили об использовании хиральных комплексов алкокси-амин-боран для восстановления ахиральных кетонов до хиральных спиртов энантиоселективно и с высоким выходом. [1] Несколько лет спустя, в 1987 году, Э. Дж. Кори и его коллеги разработали реакцию между хиральными аминоспиртами и бораном (BH 3 ), в результате чего были получены оксазаборолидиновые продукты, которые, как было показано, быстро катализируют энантиоселективное восстановление ахиральных кетонов в присутствии BH 3 • THF. . [2] [3]

С тех пор сокращение CBS используется химиками-органиками как надежный метод асимметричного восстановления ахиральных кетонов. Примечательно, что он нашел широкое применение не только в синтезе ряда натуральных продуктов, но и в больших масштабах в промышленности (см. Объем ниже). Опубликовано несколько обзоров. [4] [5] [6]

Механизм [ править ]

Кори и соавторы первоначально предложили следующий механизм реакции, чтобы объяснить селективность, полученную при каталитическом восстановлении. [2] [3]

Механизм снижения CBS

Первая стадия механизма включает координацию BH 3 с атомом азота оксазаборолидинового катализатора CBS 1 . Эта координация служит для активации BH 3 в качестве донора гидрида и для повышения льюисовской кислотности эндоциклического бора катализатора. [5] Рентгеновские кристаллические структуры и спектроскопический анализ ЯМР 11 B координированного комплекса катализатор-боран 2 предоставили поддержку для этой начальной стадии. [5] [7] Впоследствии эндоциклический бор катализатора координируется с кетоном по стерически более доступной неподеленной паре электронов (т.е. неподеленной паре, более близкой к меньшему заместителю, Rs). Эта преференциальная привязка в 3действует для минимизации стерических взаимодействий между кетоном (большой заместитель R L направлен в сторону) и группой R 'катализатора и выравнивает карбонил и координированный боран для благоприятного, избирательного по граням переноса гидрида через шестичленный переход состояние 4 . [8] [9] Перенос гидрида дает хиральный алкоксиборан 5 , который после кислотной обработки дает хиральный спирт 6 . Последний этап регенерации катализатора может происходить двумя разными путями ( Путь 1 или 2 ). [10] [11] [12]

Преобладающей движущей силой этого избирательного по отношению к граням внутримолекулярного переноса гидрида является одновременная активация боранового реагента за счет координации с основным азотом Льюиса и повышения кислотности Льюиса эндоциклического атома бора для координации с кетоном. [5]

Сфера действия и ограничения [ править ]

Стерео и хемоселективность [ править ]

Сокращение CBS оказалось эффективным и действенным методом снижения широкого спектра различных типов кетонов как стереоселективным, так и хемоселективным образом. Субстраты включают большое разнообразие арили-алифатическим, ди-алифатической, ди-арила, & alpha ; , & beta ; ненасыщенных еноновые и ynone систем, а также кетоны , содержащие гетероатомы . [5] [13] Для оптимизации энантиоселективности использовались комбинации различных производных катализатора CBS и борановосстанавливающих агентов.

В этом выборе субстратов стоит отметить несколько интересных случаев. Во-первых, в случае диарильной системы 9 достигается относительно высокая стереоселективность, несмотря на изостерическую природу кетоновых заместителей, что позволяет предположить, что электроника в дополнение к стерическим свойствам может играть роль в стереоселективности восстановления CBS. [5] Различия в замещении алкиновых фрагментов в инонах 11 и 12 приводят к изменению селективности функционирования алкина в качестве более пространственно объемного заместителя, а не меньшего. Для α, β ненасыщенных систем 10 - 12, эффективное восстановление кетона происходит, несмотря на возможную побочную реакцию гидроборирования ненасыщенной связи CC. Также было показано, что восстановление CBS допускает присутствие гетероатомов, как в кетоне 13 , который способен координироваться с бораном.

Экспериментальные соображения и ограничения [ править ]

Было показано, что присутствие воды в реакционной смеси оказывает значительное влияние на энантиомерные избытки , и, таким образом, восстановление CBS необходимо проводить в безводных условиях. [14] Температура также играет решающую роль в наблюдаемой стереоселективности. Обычно при более низких температурах получают энантиомерные избытки (э.и.). Однако при повышении температуры значения ee достигают максимального значения, которое зависит от структуры катализатора и используемого борановосстанавливающего агента. [15]Использование боранового реагента катехолборана, который, как было показано, участвует в восстановлении CBS, проводимом при температурах до -126 ° C с заметной энантиоселективностью, предлагает потенциальное решение для улучшения уменьшенных значений ee, полученных при более низких температурах. [16] [17]

Сообщалось о проблемах энантиоселективности, связанных с использованием BH 3 в качестве восстанавливающего агента для снижения CBS. Коммерчески доступные растворы BH 3 • THF, оцененные Nettles et al. Было показано, что они содержат следовые количества боргидридных разновидностей, которые участвуют в неселективном восстановлении, что приводит к снижению энантиоселективности. [18] Хотя путь восстановления, катализируемый борогидридом, намного медленнее, чем восстановление, катализируемое CBS, побочная реакция по-прежнему представляет собой потенциальную проблему для оптимизации стереоселективности.

В 2012 году Mahale et al. разработал безопасную и недорогую процедуру для асимметрического восстановления кетонов с использованием на месте получает , N , N - диэтиланилина - борана и катализатора оксазаборолидина из боргидрида натрия, N , N - диэтиланилина и гидрохлорида (S) -α, α-diphenylprolinol [19]

Варианты [ править ]

Хотя катализатор 1 CBS, разработанный Кори, стал широко использоваться в реакции восстановления CBS, другие производные катализатора были разработаны и успешно используются. Группа R 'катализатора CBS играет важную роль в энантиоселективности восстановления, и, как проиллюстрировано выше в разделе «Объем», для оптимизации селективности использовались несколько вариаций группы R' CBS. [5] [13]

Приложения [ править ]

За последние пару десятилетий сокращение CBS получило значительную синтетическую пользу при синтезе значительного числа натуральных продуктов, включая лактоны, терпеноиды, алкалоиды, стероиды и биотины. [5] [6] [20] Энантионелективное восстановление также широко применяется в промышленности. Джонс и др. использовали снижение CBS в общем синтезе MK-0417, водорастворимого ингибитора карбоангидразы, который применялся терапевтически для снижения внутриглазного давления. [14] Асимметричное восстановление ключевого промежуточного бициклического сульфона было достигнуто с использованием оксазаборолидинового катализатора CBS, содержащего Me в качестве группы R '.

Асимметричное восстановление 1,1,1-трихлор-2-кетосоединения является первой стадией реакции Кори-Линка для синтеза аминокислот и родственных структур с выбором естественной или неприродной стереохимии и различных боковых цепей. .

Асимметричное восстановление 7- (Бензилокси) гепт-1-ен-3-она приводит к (S) -7- (Бензилокси) гепт-1-ен-3-олу, хиральному спирту, который непосредственно приводит к синтезу канамиенамидов , которые в настоящее время исследуются как энамид, содержащий простые эфиры енола, которые показывают сильное ингибирование раковых клеток. Селективное образование хирального продукта достигается с помощью (R) -CBS катализатора с выходом 89% и с 91% энантиомерным избытком. [21]

См. Также [ править ]

  • Срединное альпийское сокращение борана
  • Асимметричное гидрирование Нойори

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Hirao, A .; Itsuno, S .; Nakahama, S .; Ямадзаки, Н. (1981), "асимметрическое восстановление ароматических кетонов с хиральным алкокси-amineborane комплексов", Журнал химического общества, химическая связь , 7 (7): 315, DOI : 10.1039 / C39810000315
  2. ^ а б Кори, EJ; Бакши, РК; Шибата, С. (1987), «Высоко энантиоселективного снижение борана кетонов , катализируемой хиральных оксазаборолидинов Механизм и синтетические последствия.», Журнал Американского химического общества , 109 (18): 5551-5553, DOI : 10.1021 / ja00252a056
  3. ^ а б Кори, EJ; Бакши, РК; Shibata, S .; Чен, CP; Синг, К. (1987), «Стабильный и легко приготовить катализатор для энантиоселективного восстановления кетонов Приложения к многостадийных синтезах.», Журнал Американского химического общества , 109 (25): 7925-7926, DOI : 10.1021 / ja00259a075
  4. ^ Deloux, L .; Srebnik, М. (1993), "Асимметричные реакции бор-катализируемой", Chemical Reviews , 93 (2): 763-784, DOI : 10.1021 / cr00018a007
  5. ^ Б с д е е г ч Corey, EJ; Helal, CJ (1998), «Восстановление карбонильных соединений с помощью хиральных оксазаборолидиновых катализаторов: новая парадигма энантиоселективного катализа и новый мощный синтетический метод», Angewandte Chemie International Edition , 37 (15): 1986–2012, DOI : 10.1002 / ( sici) 1521-3773 (19980817) 37:15 <1986 :: aid-anie1986> 3.0.co; 2-z , PMID 29711061 
  6. ^ Б чо, БТ (2006), "Последние достижения в области синтетических применений оксазаборолидин-опосредованной асимметрического восстановления", Tetrahedron , 62 (33): 7621-7643, DOI : 10.1016 / j.tet.2006.05.036
  7. ^ Кори, EJ; Azimioara, M .; Sarshar, С. (1992), "X-Ray кристаллическая структура катализатора хирального оксазаборолидин для энантиоселективного уменьшения карбонильной", Tetrahedron Letters , 33 (24): 3429-3430, DOI : 10.1016 / s0040-4039 (00) 92654-6
  8. ^ Эванс, Д. (1988), "стереоселективные органические реакции: катализаторы для процессов присоединения карбонила", Наука , 240 (4851): 420-6, Bibcode : 1988Sci ... 240..420E , DOI : 10.1126 / science.3358127 , PMID 3358127 
  9. ^ Джонс, ДК; Лиотта, округ Колумбия; Shinkai, I .; Mathre, ди - джей (1993), "Происхождение энантиоселективности , наблюдаемой в оксазаборолидиновых катализируемых сокращениях кетонов", Журнал органической химии , 58 (4): 799-801, DOI : 10.1021 / jo00056a001
  10. ^ Corey, EJ (1990), "Новые энантиоселективные маршруты к биологически интересных соединений", журнал Американского химического общества , 62 (7): 1209-1216, DOI : 10,1351 / pac199062071209 , S2CID 97731491 
  11. ^ Nevalainen, V. (1994), "Квантово-химическое моделирование хирального катализа. Часть 15. О роли комплексов боран-алкоксиборан с гидридными мостиковыми связями в каталитическом энантиоселективном восстановлении кетонов, продвигаемом хиральными оксазаборолидинами", Tetrahedron: Asymmetry , 5 ( 2): 289-296, DOI : 10.1016 / s0957-4166 (00) 86186-8
  12. ^ Quallich, GJ; Блейк, Дж. Ф.; Вудол, ТМ (1994), «Комбинированный синтетические и неэмпирические исследования хиральный оксазаборолидины структуры и энантиоселективность отношений», журнал Американского химического общества , 116 (19): 8516-8525, DOI : 10.1021 / ja00098a012
  13. ^ a b Куаллих, ГДж; Вудол, ТМ (1993), "снижение Энантиоселективного оксазаборолидин кетонов , содержащих гетероатомы", Tetrahedron Letters , 34 (5): 785-788, DOI : 10.1016 / 0040-4039 (93) 89012-F
  14. ^ a b Джонс, TK; Mohan, JJ; Ксавье, LC; Блэклок, TJ; Матре, ди-джей; Sohar, P .; Джонс, ETT; Reamer, RA; Робертс, ИП; Грабовский, EJJ (1991), "Асимметричный синтез МК-0417 Наблюдение на оксазаборолидиновых катализируемые сокращениях.", Журнал органической химии , 56 (2): 763-769, DOI : 10.1021 / jo00002a050
  15. ^ Bulliard, Майкл (1999). «Глава 11.1: Асимметричное восстановление прохиральных кетонов, катализируемое оксазаборолидинами». В Агере, Дэвид (ред.). Справочник хиральных химикатов . Марсель Деккер. стр.  211 -225. ISBN 0824710584.
  16. ^ Кори, EJ; Ссылка, JO (1989), "Новый хиральный катализатор для энантиоселективного синтеза вторичных спиртов и дейтерированной первичных спирты пути восстановлени карбонильного", Tetrahedron Letters , 30 (46): 6275-6278, DOI : 10.1016 / s0040-4039 (01) 93871-7
  17. ^ Кори, EJ; Бакши, Р. К. (1990), "Новая система для каталитического энантиоселективного уменьшения ахиральны кетонов с хиральным спирты Синтез хиральных альфа-гидрокси кислот.", Tetrahedron Letters , 31 (5): 611-614, DOI : 10.1016 / s0040-4039 (00) 94581-7
  18. ^ Крапива, SM; Matos, K .; Буркхардт, ER; Rouda, DR; Корелла, JA (2002), "Роль NaBH 4 Стабилизатор в оксазаборолидин-катализируемого асимметрического восстановления кетонов с BH 3 - ТГФ", Журнал органической химии , 67 (9): 2970-2976, DOI : 10.1021 / jo016257c , PMID 11975554 
  19. ^ Mahale, Rajendra D .; Chaskar, Sudhir P .; Патил, Киран Э .; Майкап, Голак Ц .; Гурджар, Мукунд К. (2012). «Восстановление кетонов Кори-Ицуно: разработка безопасного и недорогого процесса синтеза некоторых промежуточных продуктов API». Исследования и разработки в области органических процессов . 16 (4): 710–713. DOI : 10.1021 / op300034u .
  20. ^ Stemmler, РТ (2007), "CBS оксазаборолидинов - разностороннее катализаторы для асимметрического синтеза", Synlett , 2007 (6): 0997-0998, DOI : 10,1055 / с-2007-973876
  21. ^ Прабхакар Редди, Д .; Чжан, Нин; Ю, Чжимэй; Ван, Чжэнь; Он, Юн (2017-10-02). «Полный синтез канамиенамида». Журнал органической химии . 82 (20): 11262–11268. DOI : 10.1021 / acs.joc.7b01984 . ISSN 0022-3263 . PMID 28944669 .