Language
Country/Area
No result found
Sức mạnh xúc tác tiềm ẩn: Dioxazolidinone thúc đẩy sự hình thành liên kết cacbon-cacbon như thế nào?
Trong thế giới hóa học hữu cơ, các phối tử bis(oxazoline) (gọi tắt là phối tử BOX) dần trở thành chủ đề nóng trong nghiên cứu khoa học do cấu trúc độc đáo và tính chất xúc tác của chúng. Loại phối tử này bao gồm hai vòng dị vòng oxy và thể hiện tính đối xứng C2 và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực xúc tác không đối xứng. Bài viết này sẽ thảo luận về quá trình tổng hợp dioxazolidinone, ứng dụng xúc tác của chúng và vai trò quan trọng của chúng trong quá trình hình thành liên kết cacbon-cacbon.
Thành công của phối tử dioxazolin một phần là do quá trình tổng hợp một bước của nó từ malone nitrile và axit dipyridinic giá rẻ.
Tổng hợp dioxyzoline
Quá trình tổng hợp dioxyzoline rất hoàn thiện, thường đạt được bằng cách tạo vòng 2-amino rượu với nhiều nhóm chức khác nhau. Để tổng hợp dioxazolin, cách thuận tiện nhất là sử dụng nguyên liệu đầu vào có hai chức năng, vì điều này cho phép tạo ra đồng thời hai vòng. Vật liệu được sử dụng phổ biến nhất là axit dicarboxylic hoặc hợp chất dinitril. Do đó, hầu hết các phối tử dioxazolin đều được điều chế từ những vật liệu này.
Hiệu quả của các phối tử này nằm ở khả năng tạo ra nhanh chóng từ các tiền chất đơn giản, đặc biệt là việc sử dụng các vật liệu như malone nitrile và axit dipyridinic, khiến quá trình tổng hợp trở nên rất phức tạp nhưng chi phí lại tương đối thấp. Khi đưa các amino rượu bất đối xứng vào, các phân tử bất đối xứng này thường được điều chế từ các axit amin và có hoạt tính quang học tự nhiên, chẳng hạn như valinol.
Trong tổng hợp hữu cơ, các phối tử dioxazolin được phát hiện có hiệu quả đối với một loạt các phản ứng cộng vòng không đối xứng, bao gồm phản ứng cyclopropenylation, cộng vòng 1,3-dipolar và phản ứng Diels–Alder.
Ứng dụng xúc tác
Tính chất xúc tác của các phối tử dioxazolin làm cho chúng hoạt động tốt trong nhiều phản ứng khác nhau. Cấu trúc lập thể của các phối tử BOX được liên kết thông qua cầu nối metyl phù hợp với chất trung gian tứ diện phẳng bị biến dạng, được suy ra dựa trên các cấu trúc tinh thể liên quan. Các chất thay thế trong phối tử hạn chế một trong các mặt đồng phân lập thể của chất nền, dẫn đến tính chọn lọc.
Hiện tượng này được chứng minh trong các phản ứng kiểu aldol, nhưng cũng có thể áp dụng cho nhiều phản ứng khác như phản ứng Mannich, phản ứng ene, phản ứng cộng Michael, phản ứng vòng hóa Nazarov và phản ứng Diels-Alder không đồng nhất. Theo nghiên cứu mới nhất, các chất cho electron được sử dụng, chẳng hạn như oxy benzyl, cũng cho thấy cấu trúc lập thể ổn định, đặc biệt về mặt liên kết phương vị và tương tác nguyên tử oxy.
Đặc tính trung tính của phối tử dioxazolin trong phức hợp kim loại làm cho nó rất thích hợp để sử dụng với kim loại quý.
Ứng dụng của sự hình thành liên kết Carbon-Carbon
Các phối tử dioxazolin đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành liên kết cacbon-cacbon, đặc biệt là trong các phản ứng cộng vòng không đối xứng. Các phản ứng này bắt đầu với ứng dụng đầu tiên của phối tử BOX vào phản ứng cộng vòng cacbonyl và dần dần được mở rộng để bao gồm phản ứng cộng vòng lưỡng cực 1,3 và phản ứng Diels-Alder. Ngoài ra, các phối tử dioxyzoline cũng hoạt động tốt trong các phản ứng cộng aldol, Michael và ene.
Do ứng dụng thành công của các phối tử dioxyzoline trong phản ứng cộng vòng cacbonyl, chúng sau đó được sử dụng trong các phản ứng nitơ hóa vòng.
Xem lại lịch sử
Lịch sử của dioxazolidinones có thể bắt nguồn từ năm 1984, khi Brunner và cộng sự chứng minh một ví dụ về xúc tác không đối xứng sử dụng loại phối tử này. Ban đầu, hiệu ứng của các phối tử này không lý tưởng, nhưng nhờ nghiên cứu chuyên sâu, Brunner đã đánh giá lại các phối tử vòng dị vòng oxy và cuối cùng đã phát triển các phối tử vòng dị vòng oxy pyridyl quiral, được công bố vào năm 1986 và 1989. Nhiều năm đã đạt được tính khả dụng tốt. Từ đó, cùng với sự cải tiến của công nghệ, phạm vi ứng dụng và tác dụng của dioxyzoline dần nhận được sự quan tâm rộng rãi từ cộng đồng khoa học.
Ngày nay, ứng dụng của các phối tử dioxyzoline trong tổng hợp hữu cơ vẫn đang được triển khai và các thiết kế cấu trúc và điều kiện phản ứng mới liên tục được cải tiến. Khi công nghệ phát triển, cấu trúc và tính chọn lọc của các phối tử này sẽ trở nên đa dạng hơn và chúng sẽ đóng vai trò quan trọng hơn trong quá trình tổng hợp hóa học trong tương lai, khiến chúng ta phải tự hỏi liệu việc sử dụng thành công các phối tử này có thay đổi tương lai của xúc tác hóa học hay không. Phát triển phương hướng?
