Language
Country/Area
No result found
Изучение разнообразия диоксизолинов: почему они являются «привилегированными» лигандами химии?
Бис(оксазолиновые) лиганды (сокращенно лиганды BOX) — это привилегированные хиральные лиганды, структура которых содержит два оксазолиновых кольца. Такие лиганды обычно имеют симметрию C2 и существуют в различных формах, среди которых особенно распространены структуры цепей CH2 или пиридина. Координационные комплексы диоксазолиновых лигандов широко используются в асимметрическом катализе, и залог их успеха кроется в их уникальной структуре и синтетическом подходе.
Химическая активность и селективность диоксазолиновых лигандов делают их незаменимыми инструментами в асимметрическом катализе.
Синтез
Синтез оксазолинового кольца достаточно зрелый и обычно осуществляется путем реакции циклизации 2-аминоспирта с различными подходящими функциональными группами. При синтезе диоксазолина наиболее удобно использовать бифункциональные исходные вещества, поскольку это позволяет одновременно получать два цикла. Наиболее часто используемыми материалами являются дикарбоновые кислоты или дицианосоединения. В связи с доступностью этих материалов большинство диоксазолиновых лигандов готовятся именно из них. Применение BOX и PyBOX стало более распространенным благодаря удобному одностадийному синтезу с использованием малоннитрила и дипиридиновой кислоты, которые обычно являются недорогим сырьем на рынке.
Каталитические приложения
В целом стереохимия лигандов BOX с метильными мостиками соответствует искаженному плоскому тетраэдрическому промежуточному соединению, основанному на родственных кристаллических структурах. Заместитель оксазолидинона в 4-м положении блокирует один энантиомер субстрата, что приводит к асимметричной селективности. Его применение можно увидеть во многих реакциях, таких как реакция Альдоль, реакция Манниха, реакция ена, реакция присоединения Михаэля, реакция циклизации Назарова и изомерная реакция Дильса-Альдера.
Исследования с использованием (бензилокси)ацетальдегида в качестве электрофила показали стереохимию, соответствующую латерально связанному карбонильному кислороду и аксиально связанному эфирному кислороду.
Комплексы металлов, содержащие диоксазолиновые лиганды, показали эффективность в различных асимметричных каталитических превращениях и стали предметом нескольких обзоров литературы. Нейтральная природа диоксазолидинона делает его идеальным для использования в сочетании с комплексами драгоценных металлов, особенно распространенными являются комплексы меди. Его наиболее важным и часто используемым применением являются реакции образования углерод-углеродных связей.
Реакции образования углерод-углеродной связи
Диоксазолиновые лиганды продемонстрировали свою эффективность в ряде реакций асимметричного циклоприсоединения, начиная с первого применения лигандов BOX в реакциях спиномерного циклопропанирования и вплоть до 1,3-биполярного циклоприсоединения и реакции Дильса-Альдера. Диоксизолиновые лиганды также хорошо проявляют себя в многочисленных реакциях, таких как альдольная реакция, реакция Михаэля и еновая реакция.
Другие реакции
Успех диоксазолиновых лигандов в реакциях спиномерного циклопропанирования способствовал их применению в реакциях циклонитрогенирования. Другой распространенной реакцией является гидросилирование, которое находит все более широкое применение с момента первого использования лигандов PyBOX. Помимо этого, существуют нишевые применения в качестве катализаторов фторирования и циклизации типа Ваккера. Историческая справка
Оксозолиновые лиганды впервые были использованы в асимметричном катализе еще в 1984 году, когда Бруннер и др. продемонстрировали, что они эффективны в стереоселективных спиностерических реакциях циклопропана в сочетании с различными группами Шиффа. В то время группы Шиффа были важными лигандами, поскольку они были использованы Ноёри при открытии им асимметрического катализа в 1968 году (за которое он и Уильям С. Ноулз впоследствии получили Нобелевскую премию по химии). Исследования Бруннера были вдохновлены Тадатоши Аратани, который в настоящее время работает над селективными реакциями циклопропана. Хотя эффективность лиганда оксазолина в самых ранних тестах была разочаровывающей, достигнув лишь 4,9% стереоселективности, Бруннер снова исследовал лиганд оксазолина в ходе изучения монофенилированных диолов, что привело к разработке хиральных пиридилоксизолиновых лигандов с ee 30,2%. (асимметричное усиление, достигавшее 45% в 1986 и 1989 годах соответственно).
В том же году Андреас Пфальц и др. сообщили об успешном асимметричном спиномерном циклопропанировании с использованием C2-симметричных полукраун-лигандов с ее до 92–97%. Хотя работа Бруннера и Аратани была упомянута, конструкция лиганда также в основном основывалась на его более ранних исследованиях различных макроциклических соединений. Однако недостатком этих лигандов является то, что они требуют многостадийного синтеза с общим выходом около 30%. Исследования Бруннера привели к созданию первых диоксазолинов, а Нишияма синтезировал первый лиганд PyBox в 1989 году, что проложило путь к достижению результатов до 93% ee в реакциях связывания. Впоследствии Масамунэ и др. сообщили о первом лиганде BOX в 1990 году и получили результат до 99% ee в катализируемой медью реакции спиноциклопропана, что было удивительным результатом в то время и вызвало большой интерес к лигандам BOX. интерес.
Благодаря глубокому изучению синтеза 2-оксозолинового кольца было опубликовано много соответствующей литературы. На сегодняшний день существует значительное количество диоксазолиновых лигандов, большинство из которых по-прежнему структурно основаны на классических мотивах BOX и PyBOX, но также включают некоторые альтернативные структуры, такие как аксиально хиральные соединения. Разнообразие диоксизолиновых лигандов делает их важными в асимметричном катализе. Могут ли инновации продолжать быть сложными в будущем?
