Аллирование Крише включает энантиоселективное катализируемое иридием присоединение аллильной группы к альдегиду или спирту , что приводит к образованию вторичного гомоаллильного спирта. [1] [2] Механизм аллилирования Крише включает первичное дегидрирование спирта или, при использовании альдегидных реагентов, перенос водорода от 2-пропанола. В отличие от других методов аллилирования, аллилирование по Крише позволяет избежать использования предварительно полученных реагентов аллилового металла и обеспечивает прямое преобразование первичных спиртов во вторичные гомоаллильные спирты (предотвращая окисление спирта в альдегид). [1] [3]
вставьте сюда подпись
Фон
Энантиоселективное карбонильное аллилирование часто применяется для синтеза поликетидных природных продуктов. [3] В 1978 году Хоффманн сообщил о первом асимметричном карбонильном аллилировании с использованием хирального металлического реагента, аллилборана, полученного из камфоры . [4] [5] Впоследствии Кумада, Руш, Браун, Лейтон и другие разработали другие хиральные аллилметаллические реагенты. [6] [7] [8] [9] [10] [11] В этих методах используются предварительно полученные реагенты на основе аллиловых металлов и образуются стехиометрические количества побочных металлических продуктов.
В 1991 году Ямамото раскрыл первый каталитический энантиоселективный метод карбонильного аллилирования , в котором использовалась хиральная борная кислота Льюиса в сочетании с аллилтриметилсиланом. [12] Последовали многочисленные каталитические энантиоселективные методы аллилирования карбонила, включая работу Умани-Рончи [13] и Кека. [14] Хотя эти методы оказали значительное влияние, они не исключают использования предварительно полученных реагентов на основе аллилметаллов. Каталитические варианты реакции Нодзаки-Хиямы-Киши представляют собой альтернативный метод асимметричного карбонильного аллилирования, но требуются стехиометрические металлические восстановители. [15]
В то время как реагенты аллилметаллов, используемые в этих технологиях первого поколения, часто сложны в приготовлении и обращении, в аллилировании Крише используются легко поддающиеся обработке аллильные ацетаты. Кроме того, аллилирование по Крише позволяет избежать использования предварительно полученных реагентов аллилового металла или металлических восстановителей и хиральных вспомогательных веществ , что значительно снижает образование отходов.
Особенности реакции
Аллилирование Крише включает в себя образование « переносной гидрогенизирующей » связи углерод-углерод. [16] В серии статей, опубликованных в начале 2000-х годов, Крише и его коллеги продемонстрировали, что аллены , диены и аллилацетаты могут быть преобразованы в переходные нуклеофилы аллилметаллов посредством гидрирования , трансферного гидрирования или автопереноса водорода . [17] Эта стратегия энантиоселективного карбонильного аллилирования позволяет избежать предварительно полученных металлоорганических реагентов или металлических восстановителей. Замечательной особенностью этих реакций является способность проводить аллилирование карбонила из степени окисления спирта . Из-за кинетического предпочтения дегидрирования первичного спирта диолы , содержащие как первичные, так и вторичные спирты, подвергаются сайт-селективному карбонильному аллилированию по первичному спирту без необходимости использования защитных групп . [18] Кроме того, используя спиртовые реагенты, можно избежать использования хиральных α-стереогенных альдегидов, которые склонны к рацемизации . [19]
вставьте сюда подпись
Превосходная совместимость функциональных групп при аллилировании по Крише в сочетании с податливостью пронуклеофилов аллилацетата позволяет использовать доноры аллила, несущие очень сложные богатые азотом заместители. [20]
вставьте сюда подпись
На рисунке ниже показаны некоторые различные доноры аллила, которые использовались при аллилировании Крише. Эти методы обобщены в обзорной литературе. [16] [17]
вставьте сюда подпись
Механизм
Активным катализатором аллилирования Крише является циклометаллированный комплекс π-аллилиридия C,O -бензоат. Этот комплекс можно получить in situ или выделить осаждением или обычной хроматографией на силикагеле.
Каталитический цикл 1-2
Механизм аллилирования Крише подтвержден расчетами DFT. [21] Вступление в каталитический цикл включает протонирование циклометаллированного предкатализатора π-аллилиридия с образованием алкоксида иридия I. Удаление алкоксида I β-гидридом приводит к образованию альдегида , который диссоциирует с образованием гидрида иридия III. Депротонирование гидрида иридия III приводит к образованию анионной разновидности иридия(I) IV, которая при окислительном присоединении к донору аллила образует комплекс π-аллилиридия V. Ассоциация альдегида с разновидностью σ-аллилиридия VI запускает присоединение карбонила путем шестицентровая переходная структура VII с образованием гомоаллильного алкоксида VIII. Гомоаллильный алкоксид VIII устойчив к отщеплению бета-гидрида за счет координации двойной связи с металлом. Обмен с первичным спиртовым реагентом регенерирует алкоксид иридия I и высвобождает продукт реакции.
Каталитический цикл 1-2
Приложения в синтезе
Иридий-катализируемый метод трансфер-гидрирующего карбонильного аллилирования применен для синтеза поликетидных природных продуктов. [3] Некоторые примеры показаны ниже. В каждом случае целевое соединение было получено за значительно меньшее количество стадий, чем достигалось ранее. Например, общий синтез роксатицина, бриостатина и криптокариола был осуществлен посредством двойного аллилирования Крише 1,3-пропандиола. [22] [23] [24] Этот метод также использовался при синтезе манделалида А. [25]
Крише-аллилирование при синтезе бриостатина 7,
Бисаллилирование Крише было применено к синтезу псимберина за 17 LLS и всего 32 этапа. [26] Благодаря использованию аллилирования Крише этот синтез был осуществлен гораздо более коротким путем, чем предыдущие синтезы. Аллирование Крише для его синтеза каллиспонгиолида с использованием хирального каталитического комплекса SEGPHOS . [27 ] В 2018 году Харран также получил калиспонгиолид, используя аллилирование Крише в качестве конвергентного метода объединения фрагментов. [28] Двойное кротилирование было использовано Крише для получения 6-дезоксиэритронолида B и свинхолида А. [29] [30]
^ Аб Ким, Ин Су; Нгай, Минг-Ю; Крише, Майкл Дж. (5 ноября 2008 г.). «Энантиоселективное иридий-катализируемое карбонильное аллилирование с уровня окисления спирта или альдегида посредством переносного гидрогенативного сочетания аллилацетата: выход из хирально модифицированных реагентов аллильного металла при присоединении карбонила». Журнал Американского химического общества . 130 (44): 14891–14899. дои : 10.1021/ja805722e. ISSN 0002-7863. ПМК 2890235 . ПМИД 18841896.
^ Стратегии и тактика органического синтеза , Том 10 Майкл Хармата Эд.
^ abc Фэн, Цзяцзе; Касун, Закари А.; Крише, Майкл Дж. (04 мая 2016 г.). «Энантиоселективная функционализация спирта C – H для построения поликетидов: раскрытие окислительно-восстановительной экономики и сайт-селективности для идеального химического синтеза». Журнал Американского химического общества . 138 (17): 5467–5478. дои : 10.1021/jacs.6b02019. ISSN 0002-7863. ПМЦ 4871165 . ПМИД 27113543.
^ Герольд, Томас; Хоффманн, Рейнхард В. (октябрь 1978 г.). «Энантиоселективный синтез гомоаллиловых спиртов с помощью хиральных аллилбороновых эфиров». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 17 (10): 768–769. дои : 10.1002/anie.197807682. ISSN 0570-0833.
^ Хоффманн, Рейнхард В.; Герольд, Томас (январь 1981 г.). «Стереоселективный синтез спиртов, VII1) Optisch aktive Homoallylalkohole durch Addition chiraler Boronsäureester и Aldehyde». Chemische Berichte (на немецком языке). 114 (1): 375–383. дои : 10.1002/cber.19811140139.
^ Хаяси, Тамио; Кониси, Мицуо; Кумада, Макото (сентябрь 1982 г.). «Оптически активные аллилсиланы. 2. Высокая стереоселективность в асимметричной реакции с альдегидами с образованием гомоаллильных спиртов». Журнал Американского химического общества . 104 (18): 4963–4965. дои : 10.1021/ja00382a046. ISSN 0002-7863.
^ Браун, Герберт С.; Джадхав, Прабхакар К. (апрель 1983 г.). «Образование асимметричной связи углерод-углерод через бета-аллилдиизопинокамфеилборан. Простой синтез вторичных гомоаллиловых спиртов с превосходной энантиомерной чистотой». Журнал Американского химического общества . 105 (7): 2092–2093. дои : 10.1021/ja00345a085. ISSN 0002-7863.
^ Руш, Уильям Р.; Уолтс, Алан Э.; Хунг, Ли К. (декабрь 1985 г.). «Реакции диастерео- и энантиоселективного присоединения альдегидов сложных эфиров 2-аллил-1,3,2-диоксаборолан-4,5-дикарбоновых кислот, полезного класса аллилборонатов, модифицированных эфиром винной кислоты». Журнал Американского химического общества . 107 (26): 8186–8190. дои : 10.1021/ja00312a062. ISSN 0002-7863.
^ Киннэрд, Джеймс Вашингтон; Нг, Пуи Йи; Кубота, Кацуми; Ван, Сяолун; Лейтон, Джеймс Л. (1 июля 2002 г.). «Напряженные силациклы в органическом синтезе: новый реагент для энантиоселективного аллилирования альдегидов». Журнал Американского химического общества . 124 (27): 7920–7921. дои : 10.1021/ja0264908. ISSN 0002-7863. ПМИД 12095334.
^ Шорт, Роберт П.; Масамунэ, Сатору (март 1989 г.). «Асимметричное аллилборирование с B-аллил-2-(триметилсилил)бороланом». Журнал Американского химического общества . 111 (5): 1892–1894. дои : 10.1021/ja00187a061. ISSN 0002-7863.
^ Кори, Э.Дж.; Ю, Чан Мо; Ким, Сон Су (июль 1989 г.). «Практический и эффективный метод энантиоселективного аллилирования альдегидов». Журнал Американского химического общества . 111 (14): 5495–5496. дои : 10.1021/ja00196a082. ISSN 0002-7863.
^ Коста, Анна Луиза; Пьяцца, Мария Джулия; Тальявини, Эмилио; Тромбини, Клаудио; Умани-Рончи, Ахилле (июль 1993 г.). «Каталитический асимметричный синтез гомоаллических спиртов». Журнал Американского химического общества . 115 (15): 7001–7002. дои : 10.1021/ja00068a079. ISSN 0002-7863.
^ Кек, Гэри Э.; Тарбет, Кеннет Х.; Джерачи, Лео С. (сентябрь 1993 г.). «Каталитическое асимметрическое аллилирование альдегидов». Журнал Американского химического общества . 115 (18): 8467–8468. дои : 10.1021/ja00071a074. ISSN 0002-7863.
^ Харгаден, Грайн К.; Гири, Патрик Дж. (5 ноября 2007 г.). «Развитие асимметричной реакции Нодзаки – Хиямы – Киши». Расширенный синтез и катализ . 349 (16): 2407–2424. дои : 10.1002/adsc.200700324.
^ аб Сантана, Кэтрин Газолла; Крише, Майкл Дж. (07 мая 2021 г.). «От гидрирования к трансферному гидрированию к автопереносу водорода в энантиоселективном металл-катализируемом карбонильно-восстановительном соединении: прошлое, настоящее и будущее». АКС-катализ . 11 (9): 5572–5585. doi : 10.1021/acscatal.1c01109. ISSN 2155-5435. ПМК 8302072 . ПМИД 34306816.
^ Аб Ким, Сын Ук; Чжан, Ванди; Крише, Майкл Дж. (19 сентября 2017 г.). «Каталитическое энантиоселективное карбонильное аллилирование и пропаргилирование посредством спирто-опосредованного переноса водорода: объединение химии Гриньяра и Сабатье». Отчеты о химических исследованиях . 50 (9): 2371–2380. doi : 10.1021/acs.accounts.7b00308. ISSN 0001-4842. ПМЦ 5641472 . ПМИД 28792731.
^ Дешерт-Шмитт, Анн-Мари Р.; Шмитт, Дэниел К.; Крише, Майкл Дж. (11 марта 2013 г.). «Диастереоселективное CC соединение 1,3-гликолей и аллилацетата без защитных групп посредством сайт-селективного первичного дегидрирования спирта». Angewandte Chemie, международное издание . 52 (11): 3195–3198. дои : 10.1002/anie.201209863. ПМЦ 3711384 . ПМИД 23364927.
^ Шмитт, Дэниел К.; Дешерт-Шмитт, Анн-Мари Р.; Крише, Майкл Дж. (21 декабря 2012 г.). «Иридий-катализируемое аллилирование хиральных β-стереогенных спиртов: обход дискретного образования эпимеризуемых альдегидов». Органические письма . 14 (24): 6302–6305. дои : 10.1021/ol3030692. ISSN 1523-7060. ПМЦ 3529126 . ПМИД 23231774.
^ Мейер, Коул С.; Стаффорд, Николас П.; Ченг, Мелинда Дж.; Крише, Майкл Дж. (3 мая 2021 г.). «Этанол: открытие обильного возобновляемого сырья C 2 для каталитического энантиоселективного связывания C-C». Angewandte Chemie, международное издание . 60 (19): 10542–10546. дои : 10.1002/anie.202102694. ISSN 1433-7851. ПМК 8085048 . ПМИД 33689214.
^ Ким, Сын Ук; Мейер, Коул С.; Май, Бинь Кхань; Лю, Пэн; Крише, Майкл Дж. (04 октября 2019 г.). «Инверсия энантиоселективности в газе аллена по сравнению с аллилированием восстановительного альдегида аллилацетата, управляемым металлоцентрированной стереогенностью: экспериментальное и вычислительное исследование». АКС-катализ . 9 (10): 9158–9163. doi : 10.1021/acscatal.9b03695. ISSN 2155-5435. ПМК 6921087 . ПМИД 31857913.
^ Хан, Су Бонг; Хасан, Аббас; Ким, Ин Су; Крише, Майкл Дж. (10 ноября 2010 г.). «Полный синтез (+)-роксатикина посредством трансферного гидрирования с образованием связи C-C: отказ от стехиометрических хиральных реагентов, вспомогательных веществ и предметаллированных нуклеофилов в конструкции поликетидов». Журнал Американского химического общества . 132 (44): 15559–15561. дои : 10.1021/ja1082798. ISSN 0002-7863. ПМЦ 2975273 . ПМИД 20961111.
^ Лу, Ю; Ууу, Сан Кук; Крише, Майкл Дж. (7 сентября 2011 г.). «Полный синтез бриостатина 7 посредством гидрирования с образованием связей C – C». Журнал Американского химического общества . 133 (35): 13876–13879. дои : 10.1021/ja205673e. ISSN 0002-7863. ПМК 3164899 . ПМИД 21780806.
^ Перес, Феликс; Вальдек, Эндрю Р.; Крише, Майкл Дж. (11 апреля 2016 г.). «Полный синтез криптокариола А путем энантиоселективного иридий-катализируемого аллилирования спирта C-H». Angewandte Chemie, международное издание . 55 (16): 5049–5052. дои : 10.1002/anie.201600591. ПМЦ 4834877 . ПМИД 27079820.
^ Виллвахер, Йенс; Фюрстнер, Алоис (14 апреля 2014 г.). «Полный синтез предполагаемого манделалида А на основе катализа». Angewandte Chemie, международное издание . 53 (16): 4217–4221. дои : 10.1002/anie.201400605. ПМИД 24623640.
^ Фэн, Ю; Цзян, Синь; Де Брабандер, Джеф К. (17 октября 2012 г.). «Исследования уникального члена семейства педеринов псимберина: полное выяснение структуры, два альтернативных полных синтеза и аналоги». Журнал Американского химического общества . 134 (41): 17083–17093. дои : 10.1021/ja3057612. ISSN 0002-7863. ПМЦ 3482988 . ПМИД 23004238.
^ Чжоу, Цзинцзин; Гао, Боуэн; Сюй, Чжэншуан; Йе, Тао (08.06.2016). «Полный синтез и стереохимическое определение каллиспонгиолида». Журнал Американского химического общества . 138 (22): 6948–6951. doi : 10.1021/jacs.6b03533. ISSN 0002-7863. ПМИД 27227371.
^ Манони, Франческо; Румо, Корентен; Ли, Любо; Харран, Патрик Г. (31 января 2018 г.). «Использование нетрадиционных фрагментов позволяет провести краткий полный синтез (-)-каллиспонгиолида». Журнал Американского химического общества . 140 (4): 1280–1284. дои : 10.1021/jacs.7b13591. ISSN 0002-7863. ПМИД 29332397.
^ Гао, Синь; Ууу, Сан Кук; Крише, Майкл Дж. (20 марта 2013 г.). «Полный синтез 6-дезоксиэритронолида B посредством трансферного гидрирования с образованием связи C – C». Журнал Американского химического общества . 135 (11): 4223–4226. дои : 10.1021/ja4008722. ISSN 0002-7863. ПМЦ 3625983 . ПМИД 23464668.
^ Шин, Инджи; Хонг, Сукчан; Крише, Майкл Дж. (2 ноября 2016 г.). «Полный синтез свинхолида А: демонстрация образования связи C – C, опосредованного водородом». Журнал Американского химического общества . 138 (43): 14246–14249. дои : 10.1021/jacs.6b10645. ISSN 0002-7863. ПМК 5096380 . ПМИД 27779393.
