Nojoriova asymetrická hydrogenace

Nojoriova asymetrická hydrogenace je postup enantioselektivní redukce ketonů a podobných sloučenin; vyvinul ji Rjódži Nojori, jenž získal v roce 2001 za příspěvek k rozvoji asymetrických hydrogenací podíl na Nobelově ceně za chemii. Tyto hydrogenace se používají při výrobě řady léčiv, jako jsou levofloxin, karbapenemová antibiotika a antipsychotikum BMS181100.

Nojoriova hydrogenace

Historie

Stechiometrická asymetrická redukce ketonů, například hydridy boru, je známá dlouho.

Katalytická asymetrická hydrogenace ketonů byla provedena s katalyzátory založenými na BINAP-Ru halogenidech a karboxylátech.

S použitím BINAP-Ru dihalogenidových katalyzátorů lze provádět redukce funkcionalizovaných ketonů, hydrogenace jednoduchých ketonů nebyla tímto způsobem vyřešena. K jejímu provedení posloužily prekatalyzátory typu RuCl2(difosfan)(diamin).

Tyto katalyzátory přednostně redukují ketony a aldehydy, alkeny a četné další skupiny s nimi nereagují.

Doplněním tradičních difosfinových Nojoriových katalyzátorů jsou aren-Ru katalyzátory, které fungují podobně.

Mechanismus

Navržené meziprodukty Nojoriovy asymetrické hydrogenace

BINAP-Ru-diamindihalogenidový prekatalyzátor se na aktivní katalyzátor přeměňuje reakcí s H2 za přítomnosti zásady:

:RuCl2(BINAP)(diamin) + 2 KOBu-t + 2 H2 → RuH2(BINAP)(diamin) + 2 KCl + 2 HOBu-t

Vzniklý katalyzátor má tři druhy ligandů: * hydridy, které se navazují na nenasycený substrát * diaminy, interagující se substrátem a se zásaditým aktivátorem * difosfiny, které zaručují asymetrii.

Nojoriovy katalyzátory se často označují jako bifunkční katalyzátory, protože se do katalýzy zapojují jak kov, tak i aminový ligand. Dlouho se předpokládalo, že je součástí mechanismu šestičlenný pericyklický meziprodukt a hydridorutheniové centrum (HRu-NH) interaguje s karbonylovým substrátem R2C=O.

S využitím teorie funkcionálu hustoty a experimentálních studií se ukázalo, že tento model je z velké části nesprávný; místo toho aminová skupina silně interaguje se zásaditým aktivátorem, který se často používá ve velkém přebytku.

Možné substráty

BINAP/diamin-Ru katalyzátory jsou účinné při asymetrických redukcích funkcionalizovaných i jednoduchých ketonů a lze s jejich využitím enantioselektivně redukovat také aromatické, heteroaromatické a alkenové ketony. Lepší stereoselektivity se dosáhne tehdy, když je jeden substituent větší než druhý.

Možnosti BINAP/diamin-Ru katalyzátorů

Průmyslová využití

Hydrogenanční katalyzátory inspirované Nojoriovými mají využití v průmyslové výrobě řady látek. (R)-propan-1,2-diol, prekurzor antibiotika levofloxacinu, může být velmi účinně získáván Nojoriovou asymetrickou hydrogenací hydroxyacetonu:

Výroba levofloxaxinu

Novější postupy jsou zaměřené na hydrogenaci (R)-methyllaktátu.

Součástí výroby antibiotika karbapenemu je také Nojoriova asymetrická hydrogenace, jejím meziproduktem je (2S,3R)-methyl-2-(benzamidomethyl)-3-hydroxybutanoát, jenž se získává z racemického methyl-2-(benzamidomethyl)-3-oxobutanoátu s využitím dynamického kinetického rozlišení.

Výroba karbapenemu

Antipsychotikum BMS 181100 se vyrábí za katalýzy BINAP/diamin-Ru.

BMS181110 synthesis

Odkazy

Související články

Midlandova redukce * Coreyova-Itsunova redukce * MACHO katalyzátor

Externí odkazy

Reference

Kategorie:Organické redoxní reakce Kategorie:Hydrogenace Kategorie:Jmenné reakce