Энантиоселективное гидрирование γ-кетоэфиров, катализируемое хиральными комплексами рутения тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.15 ВАК РФ
|
Турова, Ольга Васильевна
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2007
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.15
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ИМЕНИ Н Д ЗЕЛИНСКОГО
На правах рукописи
ТУРОВА ОЛЬГА ВАСИЛЬЕВНА
ЭНАНТИОСЕЛЕКТИВНОЕ ГИДРИРОВАНИЕ у-КЕТОЭФИРОВ, КАТАЛИЗИРУЕМОЕ ХИРАЛЬНЫМИ КОМПЛЕКСАМИ РУТЕНИЯ
02 00 15-Катализ
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
МОСКВА-2007
003158629
Работа выполнена в лаборатории асимметрического катализа Института органической химии им Н Д Зелинского Российской Академии наук
Научный руководитель кандидат химических наук
старший научный сотрудник Стародубцева Е В
Официальные оппоненты
доктор химических наук, профессор Гаврилов К Н
доктор химических наук,
старший научный сотрудник Грейш А А
Ведущая организация Институт элементоорганических соединений им А Н Несмеянова
Защита состоится 23 октября 2007 года в 10 часов на заседании диссертационного совета К 002 222 02 в Институте органической химии им Н Д Зелинского РАН (по адресу 119991, Москва, Ленинский проспект, д 47, конференц-зал
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института органической химии им Н Д Зелинского Российской Академии наук
Автореферат разослан «21» сентября 2007 г
Ученный секретарь диссертационного совета К 002 222 02 кандидат химических наук
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
В настоящее время область асимметрического катализа хиральными комплексами переходных металлов интенсивно развивается Из объекта чисто научного исследования асимметрический катализ становится эффективным инструментом тонкого органического синтеза, прежде всего при разработке современных схем создания хиральных лекарственных средств из неприродного сырья Это связано с рекомендацией Всемирной организации здравоохранения о поэтапном прекращении выпуска как известных, так и новых лекарств в рацемической форме, начиная с 2000 г
Актуальность проблемы Гомогенное асимметрическое каталитическое гидрирование прохиральных карбонильных соединений представляет большой интерес, поскольку получаемые оптически активные вторичные спирты являются ценными хиральными блоками для получения лекарственных субстанций К субстратам, хорошо изученным в данной реакции, относятся а- и /З-кетоэфиры и их функциональные производные Являясь менее реакционноспособными, 7-кетоэфиры как прохиральные субстраты практически не изучены В связи с этим, важным аспектом является поиск эффективных каталитических систем на основе изучения закономерностей и механизма реакции кинетическими и спектральными методами Кроме того, в литературе отсутствует общая методика синтеза 7-алкил- и 7-арилзамещенных лактонов в энантиомерно чистой форме, которые могут быть получены простым методом асимметрического каталитического гидрирования 7-кетоэфиров Возможность рециклизации дорогостоящих хиральных катализаторов также является важной проблемой, которая еще не решена до настоящего времени Такой подход позволяет, с одной стороны, удешевить процесс получения 7-лактонов и с другой - отвечает принципам ' зеленой" химии
Цель работы Целью настоящей работы является разработка высокоэффективных каталитических систем из различных предшественников Яи(Н) и Яи(Ш), проявляющих высокую активность и энантиоселективность в реакции асимметрического гидрирования 7-кетоэфиров различного строения, в результате чего могут быть получены хиральные 7-алкил- и 7-арилзамещенные лактоны с высокой энантиомерной чистотой Решение данной задачи неразрывно связано с изучением механизма реакции дтя выявления ключевых факторов, определяющих активность и энантиоселективность гидрирования 7-кетоэфиров
Научная новизна и практическая ценность работы Впервые проведено систематическое исследование гомогенного асимметрического гидрирования у-кетоэфиров с использованием в качестве катализаторов комплексов рутения с хиральными бисфосфиновыми лигандами Созданы высокоэффективные Ru(II)- и Ки(Ш)-содержащие каталитические системы для гомогенного асимметрического гидрирования эфиров 7-кетокарбоновых кислот с различными заместителями при у-карбонильном атоме углерода Установлено, что добавки минеральных кислот приводят к резкому возрастанию скорости асимметрического каталитического гидрирования 7-кетоэфиров при высокой энантиомерной чистоте получаемых у-лактонов Исследованы кинетика и механизм асимметрического каталитического гидрирования 7-кетоэфиров с использованием изотопного и спектрального методов, сделано предположение о том, что каталитически активными интермедиатами являются биядерные гидридные комплексы Ru(II), образующиеся в результате гетеролиза Н2 Разработан универсальный препаративный метод получения энантиомерно чистых 7-алкил- и 7-арилзамещенных лактонов на основе реакции асимметрического гидрирования 7-кетоэфиров в присутствии каталитических систем [RuC12(BINAP)]-HC1 и RuClj - BINAP - HCl На примере асимметрического гидрирования метиллевулината впервые осуществлена реакция с неоднократной рециклизацией металлокомплексного катализатора, осажденного на твердый органический полиэлектролит
Апробация работы Результаты работы докладывались на следующих международных и российских конференциях 1) II Молодежная конференция ИОХ РАН, 13-14 апреля, 2006, Москва 2) International Symposium on Advanced Science in Organic Chemistry, 26-30 июня, 2006, Судак, Крым 3) VII Российская конференция "Механизмы каталитических реакций", 3-8 июля, 2006, Санкт-Петербург 4) IX Научная школа - конференция по органической химии, 11-15 декабря, 2006, Звенигород 5) 3rd International Conference on Green and Sustainable Chemistry, 1-5 July, 2007, Delft University of Technology, the Netherlands 6) III International Conference "Catalysis Fundamentals and Application" dedicated to the 100th anniversary of Academician Georgn К Boreskov, July 4-8, 2007, Novosibirsk, Russia 7) XXIII Международная Чугаевская конференция по координационной химии, 4-7 сентября 2007, Одесса, Украина
Публикации Основное содержание работы изложено в 3 статьях и 7 тезисах докладов на конференциях
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы Работа включает 8 схем, 22 рисунка и 17 таблиц
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ
С целью создания высокоэффективных Ru-содержащих каталитических систем для гомогенного асимметрического гидрирования производных 7-кетокарбоновых кислот в качестве модельных субстратов нами выбраны эфиры левулиновой кислоты (1а) - соединения 1Ь-е, а в качестве хирального индуктора - (R)- или (S)- 2,2'-бис(дифенилфосфино)-1,1 '-бинафтил (BIN АР)
Для решения поставленной задачи изучены зависимости конверсии 1, состава продуктов реакции (2/3) и энантиоселективности гидрирования от таких факторов как присутствие в гомогенной каталитической системе кислотного компонента, процедура формирования каталитической системы, а также природа растворителя и параметры каталитического гидрирования
Схема 1
Ru-1 - Ru-6
1a-l
Каталитические системы Ru-1 Ru(COD)(MA)2 BINAP HCl Ru-2 [RuCl,(DMOD)]2 BINAP HCl Ru-3 [RuC12(C6Hs)]2 BINAP HCl Ru-4 [RuCl(p-MeC6H4Pr')(BINAP)]Cl HCl Ru-5 [RuCl2(COD)]„ BINAP HCl Ru-6 RuClj BINAP HCl COD 1,5-ииклооктадиен MA 2-метилаллил
DMOD 2,7-диметил-2,7-октадиендиил
........^...... H* J rv
0H 2b-l R1- — 3a-f
R' R2 R'
а Me H a Me
b Me Me Ь Et
с Me Et с Pr
d Me Pr' d Pr'
е Me Bu' e Ph
f g Et Pr Me Me f п-С1СбН,
h Pr1 Me f
1 J Ph Ph Me Et f "p(cshs)3 P(C,HS), (R)-BINAP
k 1 л-С1С6Н4 п-С1С6Н4 Me Ц Et JU
1. Каталитические системы Ии(И) - ВЖАР Промотирующее действие сильных кислот Как следует из приведенной на рисунке 1 зависимости, при использовании каталитической системы Яи-1, содержащей 2 экв НС1 (это количество кислоты необходимо для образования комплекса
[RuCl2(BINAP)]* из предшественника Ru(COD)(MA)2), конверсия кетоэфира 1с в выбранных условиях гидрирования составляла менее 5%, то есть в отсутствие избытка НС1 образующийся in situ комплекс [RuC12(BINAP)] обладает низкой активностью При дальнейшем добавлении НС1 наблюдается резкое возрастание скорости гидрирования с образованием у-гидроксиэфира 2с, который в условиях реакции на -95% циклизуется в лактон За Отношение [HCl]/[Ru] = 10 выбрано как стандартное при проведении последующих экспериментов Важно, что рост кислотности среды не влияет на энантиоселекгивность гидрирования, которая остается высокой (98-99%) во всем интервале значений [HCl]/[Ru]
При использовании каталитической системы Ru-1 катализатор [RuCl2(BINAP)] формировали в ацетоновом растворе из предшественника Ru(COD)(MA)2 с последующим удалением растворителя (методика А) Вместе с тем, сходные результаты получаются при смешивании предшественника катализатора, лиганда, кислотного промотора и у-кетоэфира с растворителем (МеОН или ЕЮН), в котором осуществляется реакция гидрирования (методика Б) (ср опыты 2 и 3 в табл 2)
К У, ее (94)
2 4 6 8 10 [НС1ИКи]
Рис 1 Зависимость конверсии (X) кетоэфира 1с (кривая 1), содержания (Г) лактона За в смеси 2с и За (кривая 2) и энантиоселективности гидрирования {ее, кривая 3) от содержания НС1 в каталитической системе Яи-1 [НС1]/|Ди] = 10, [1с]/[Ди] = 200, [1с] = 1 75 моль л"1, растворитель - абс ЕЮН, 60-65 атм Н2, 60 °С, 5 ч
Сравнение каталитической активности исследованных систем Ru-l — Ru-5 в реакции гидрирования кетоэфира 1с, которая оценивалась как величина ТОР = [2с + За] [Ни]"' ч"1 при конверсии кетоэфира, не превышающей 55% (табл 1), позволяет расположить их в следующий ряд Яи-1 > Ru-2 » Ru-5 > Ru-3 > Ru-4, причем система Яи-1 оказалась почти в 30 раз активнее системы Ru-4
Структурная формула координационно ненасыщенного комплекса [ЯиСуВШАР)] заключена в квадратные скобки ввиду того, что он образует в растворе ассоциаты с двумя или тремя мостиковыми атомами хлора, а также содержит переменное число сольватированных молекул растворителя
Таблица 1. Асимметрическое каталитическое гидрирование кетоэфира 1са
Оп Каталитическая ВШАР система Методика Г1с1 [Ли] т, °С X, ч Конверсия Состав продуктов субстрата реакции (мол %) (%) 2с За ее (%) ТОРь
1 Ли-1 (5) А 1000е 60 5 54 20 80 98 5 (5) 110
2 Ии-1 (Щ А 200 60 5 100 5 95 99 (Я) -
3 К.и-1 (Я) А 300 40 5 79 10 90 99 (7?) -
4 Яи-1 (Д) А 200 25 18 100 15 85 99 5 (7?) -
5 11и-2 СЮ Б 200 60 5 92 - 100 98 (К) -
6 Яи-3 (5) Б 200 60 7 41 5 95 98 5 (5) 12
7 Яи-3 (5) Б 300 80 18 95 8 92 98 5 (5) -
8 Яи-4 (5) Б 500 65 20 17 25 75 - 4
9 Яи-5 (5) Б 200 70 8 54 20 80 98 (5) 21
а[НС1]/[Шд] = 10, [1с] = 17-2 6 моль л1, растворитель - абс ЕЮН, 60-70 атм Н2 ь Каталитическая активность, ТОР = [2с + За] [Яи]1 ч"' с [1с] = 12 3 моль л 1
В случае использования каталитической системы Яи-1 ([1с]/[11и] = 200) полная конверсия субстрата при 60 °С в ЕЮН достигается за 5 ч (рис 2) 8-Образный характер кинетической кривой 1 можно объяснить тем, что в начальный период реакции происходит формирование каталитически активных частиц (этому периоду соответствует пониженное значение энантиоселективности, кривая 2) с последующим ускорением процесса гидрирования и достижением максимального уровня энантиоселективности
X, ее (%)
Рис 2 Зависимость конверсии (X) кетоэфира 1с (кривая I) и энантиоселективности гидрирования (кривая 2) от продолжительности реакции в присутствии каталитической системы 11и-1 [НС1]/[Яи] = 10, [1с]/[Яи] = 200, [1с] = 1 75 моль л"1, растворитель - абс ЕЮН 60 атм Н2, 60 °С
Наряду с использованием НС1 в качестве сокатализатора нами изучено промотирующее действие НВР4 и СР3СООН (табл 2) При использовании НС1 в качестве промотора процедуры А иБ формирования катализатора должны приводить к одной и той же кат&читической системе 11и-1 Действительно, как показывает сравнение результатов каталитического гидрирования метиллевулината 1Ь в опытах 2
и 3, значения конверсии 1Ь и энантиоселективности реакции, полученные с использованием обеих процедур, практически совпадают Однако, гидрирование кетоэфира 1Ь в присутствии HBF4 дает сильно различающиеся результаты при формировании катализатора в соответствии с процедурами А и Б В первом случае (процедура А), когда HBF4 выполняет только функцию промотора для сформированного катализатора [RuC12(BINAP)], получены такие же высокие результаты гидрирования, как и для каталитической системы Ru-1 при прочих равных условиях (ср опыты 1 и 4, 2 и 5) Вместе с тем, использование процедуры Б для формирования каталитической системы, содержащей HBF4, приводит к резкому снижению активности рутениевого катализатора в этом случае при 60 °С конверсия 1Ь за 3 ч не превышает 7% (опыт б) Значительное снижение активности катализатора при переходе от процедуры А к процедуре Б наблюдается и при использовании CF3COOH в качестве компонента каталитической системы (опыты 7 и 8) В целом, показатели каталитического гидрирования 1Ь с участием трифторуксусной кислоты оказались значительно ниже, чем для той же реакции в присутствии HCl или HBF4
Таблица 2. Асимметрическое каталитическое гидрирование метиллевулината в присутствии добавок различных кислот3
Опыт Методика Кислота Условия гидрирования 77°C т/ч Конверсия субстрата (%) ее (%)
1 А HCl 40 1 41 97 (R)
2 А HCl 60 3 100 99 (R)
3 Б HCl 60 3 100 99 (R)
4 А hbf4 40 1 38 97 (R)
5 А hbf4 60 3 100 99 (R)
6 Б hbf4 60 3 7 -
7 А cf3cooh 40 1 19 98 5 (R)
8 Б cf3cooh 60 3 6 32 (R)
а [Кислота]/[Яи] = 10, [lb]/[Ru] = 200, (Ä)-BINAP, [lb] = 17-18 моль л ', растворитель - абс МеОН, 60 атм Н2
Как следует из результатов, приведенных в таблице 2, высокой активностью обладают только те каталитические системы, которые содержат дигалогенидный рутениевый комплекс (предварительно сформированный или полученный т situ) в сочетании с кислотным промотором, предпочтительно HCl или HBF4 (опыты 1-5)
Влияние строения спиртового фрагмента исходного у-кетоэфира. Данные, приведенные в таблице 3, показывают, что скорость асимметрического гидрирования кетоэфиров Ib-e заметно снижается с увеличением объема спиртового фрагмента
Таблица 3. Асимметрическое гидрирование левулиновой кислоты 1а и ее эфиров 1Ь-е в присутствии каталитической системы Ru-la
Опыт Субстрат Растворитель т/ч Конверсия субстрата (%) Состав продуктов реакции (мол %) 2 За ее (%)
1 1а МеОН 3 100 - 100 99 (S)
2 Ib МеОН 3 100ь - 100 99 (S)
3 1с EtOH 5 100 5 95 99 (S)
4 Id Рг'ОН 85 75 4 96 92 5 (5)
5 le ЕЮН 65 66е 45 55 98 (S)
а Методика А, [НС1]/[Яи] = 10, [1]/[Ки] = 200, (5)-ВШАР, [1] = 17-2 0 моль л60 атм Н2, 60 °С ь Методика Б с Реакционная смесь содержит 10-25% эфира 1с по отношению к эфиру 1е
Интересно, что сама левулиновая кислота (1а) также гидрируется с высокой скоростью в различных спиртах Скорее всего, вначале происходит этерификация кислоты соответствующим растворителем, на что указывает отсутствие свободных кислот 1а и 2а в реакционной смеси при проведении реакции в Рг'ОН в случае неполной степени гидрирования Смесь содержит только эфиры 1(1, 2(1 и лактон За, имеющий высокую оптическую чистоту (99% ее)
Таким образом, из испытанных каталитических систем максимальную активность при высокой энантиоселективности в реакции асимметрического гидрирования у-кетоэфиров - производных левулиновой кислоты - показала система Ки-1 ([НС1]/[Ди] = 10) В качестве модельного субстрата для дальнейших исследований выбран метиллевулинат (1Ь), проявивший самую высокую реакционную способность из всех изученных 7-кетоэфиров
Влияние природы растворителя. На скорость гидрирования метиллевулината 1Ь сильное влияние оказывает природа растворителя (табл 4) Наиболее высокие результаты получены при гидрировании в МеОН (опыты 1, 2), тогда как в апротонных растворителях, таких как ТГФ и СН2С12 (опыты 3, 5), реакция практически не протекает В водном ТГФ (опыт 4) удается достичь 74%-ной конверсии 1Ь после 9-часового гидрирования при 75 °С, однако в этих условиях энантиоселективность гидрирования значительно ниже, чем в МеОН Вода существенно снижает как скорость реакции гидрирования, так и ее энантиоселективность В этой связи очень
важной является тщательная осушка субстратов, растворителя и остальных компонентов реакции, а также оборудования для проведения опытов
Таблица 4. Асимметрическое каталитическое гидрирование метиллевулината в различных растворителях3
Опыт Растворитель (объемное отношение) ■ Условия гидрирования 77°С г/ч Конверсия субстрата (%) ее (%)
/ МеОН 60 3 100 99(5)
2 Ме0Н/Н20 (14/1) 60 5 88 97(5)
3 ТГФ 60 5 <5 -
4 ТГФ/Н20 (12/1) 75 9 74 67(5)
5 СН2С12 60 5 <5 -
а Ru-1, [HCl]/[Ru] = 10, [lb]/[Ru] = 200, (5)-BINAP, [lb] = 1 7 моль л"1, 60 атм Н2
2. Каталитические системы Ru(III) - BINAP
Известно, что RuCl3 является исходным соединением для получения комплексов Ru(II), таких как [RuCl2(COD)]n, [RuCl2(C6H6)]n, [RuCl2(DMOD)]2 и Ru(COD)(MA)2, которые используются как гфедшественники для получения хиральных рутениевых катализаторов, чаще всего in situ (схема 2)
Схема 2
RuCI,
[RuCI2(DMOD)]2 [RuCI2(CSH6)].
[RuCI2(COD)]„ Ru(COD)(MA),
[RuCI2(P*P>] P*P - хиральный бисфосфиновый лиганд
Альтернативой этому является формирование катализаторов гидрирования непосредственно из RuCl3 в условиях реакции В этом случае в реактор загружаются RuCb, лиганд, субстрат, растворитель и катализатор формируется т situ при определенном давлении Н2 и заданной температуре Известны лишь единичные примеры применения RuCl3 как компонента гомогенной каталитической системы В настоящей работе RuCl3 впервые использован нами для асимметрического гидрирования 7-кетоэфиров, причем исключение стадии синтеза промежуточных комплексов не привело к снижению энантиоселективности гидрирования (раздел 4)
Влияние гидратной воды. Как показали проведенные опыты, содержание гидратной воды в ЯиС13 в выбранных условиях реакции практически не влияет на активность и энантиоселективность гидрирования (табл 5, опыты I и 2) За 10 ч при 60 °С, 60 атм Нг и соотношении [1Ь]/[Яи] = 200 достигается полная конверсия в присутствии как безводного, так и водного ЯиС13 Следует отметить, однако, что при использовании каталитической системы с безводным 11иС1з промежуточно образующийся -у^гидроксиэфир 2Ь практически полностью циклизуется в лактон За В присутствии же водной соли (ЯиСЬ ЗН20) содержание -у-гидроксиэфира 2Ь в процессе гидрирования составляет 20-30% в зависимости от условий реакции Каталитическая активность исследованной системы сравнительно мало зависит от давления Н2 При уменьшении давления Н2 с 60 до 15 атм конверсия кетоэфира уменьшается только на 5% (опыты 3 и 4) Повышение температуры гидрирования при давлении Н2 15 атм не приводит к увеличению конверсии кетоэфира (ее максимальное значение составляет -90%), что может быть связано с дезактивацией катализатора под действием воды, содержащейся в водном 11иС1з до завершения реакции (опыты 4-6) При этом с ростом температуры несколько снижается энантиоселективность гидрирования
Таблица 5 Асимметрическое гидрирование метиллевулината в присутствии каталитической системы ЯиС1з - (К)-ВШАР - НС1 в различных условиях реакции3
Условия гидрирования Конверсия
Опыт-——- субстрата
Р(Н2), т/ос т/ч (0/о) атм
1ь 60 60 10 100 4 96 99 (К)
2 60 65 10 100 30 70 99 (К)
3 60 65 5 95 29 71 98 да
4 15 65 5 90 20 80 98 (Я)
5е 15 80 4 79 25 75 96 (Я)
6е 15 100 4 91 17 83 97 (Я)
а[НС1]/[Яи] = 10, [1Ь]/[Яи] = 200, [1Ь] = 14-15 моль л1, растворитель - абс МеОН ь Использован безводный ЯиС1з, во всех остальных опытах - ЯиС1з ЗН20 0 [НС1]/[Яи] = 4
Влияние кислотного промотора. Данные о влиянии соотношения [НС1]/[11и] на показатели каталитического гидрирования 1Ь представлены в таблице 6 Применение каталитической системы ЯиС13 - (Я)-В1ЫАР без добавления НС1 приводит к образованию продуктов реакции 2Ь и За с конверсией 58% и оптической чистотой 99% При добавлении 4 экв НС1 по отношению к рутению достигаются полная
Состав продуктов реакции (мол %) ^ ^„^
2Ь За
конверсия lb и такая же высокая энантиоселективность Следует отметить, что скорость гидрирования lb в присутствии каталитической системы Ru-б в 2-3 раза ниже по сравнению с реакцией, катализируемой системой Ru-1 (ср табл 6 и 1), но энантиоселективность в обоих случаях составляет 98-99% Вероятно, независимо от выбранного предшественника (комплекса Ru(II) или RuCl3) только в присутствии кислотного промотора образуются сходные каталитически активные частицы содержащие Ru(II), но их формирование из RuCl3 происходит медленнее
Таблица 6. Асимметрическое гидрирование метиллевулината в присутствии каталитической системы RuCl3 ЗН20 - (Ä)-BINAP - HCl с различным содержанием НС1а
Опыт [HCl]/[RuJ Конверсия субстрата (%) - Состав продуктов реакции (мол %) 2Ь За ее (%)
1 - 58 20 80 99 (R)
2 2 96 32 68 98 5 (R)
3 4 100 25 75 99 (R)
4 10 100 19 81 99 5 (R)
а [1Ь]/р1и] = 200, [1Ь] = 14-15 моль л"', растворитель - абс МеОН, 15 атм Н2, 65 °С, 6 ч
Таким образом, проведенные исследования показали, что каталитическая система Ru-6 является эффективной для гидрирования т-кетоэфиров Некоторое замедление реакции гидрирования 1Ъ при катализе системой Ru-6 по сравнению с реакцией, катализируемой Ru-l, компенсируется тем, что, во-первых, применение RuCl3 значительно удешевляет процесс гидрирования и, во-вторых, исключается трудоемкая стадия получения из RuClз промежуточных тг-олефиновых или аллильных комплексов Ru(II), которые, как правило, нестабильны на воздухе в отличие от RuClз
3 Изучение кинетики и механизма асимметрического Ыи-катализируемого гидрирования метиллевулината
Для изучения механизма реакции асимметрического гидрирования модельного субстрата 1Ь, катализируемой системой Ки-1, нами использованы кинетический, спектральный (*Н, 31Р ЯМР) и изотопный методы
3 1 Кинетика асимметрического гидрирования метиллевулината в присутствии каталитической системы Яи-1
Для определения порядков реакции по каждому реагенту были сняты кинетические кривые при различных начальных концентрациях субстрата, Н2, катализатора и НС1, рассчитаные на их основе величины штах, приведены в таблице 7
Таблица 7. Зависимости скорости каталитического гидрирования lb (comax) от начальных концентраций реагентов
[Ru], [lb], [НСЦ, Р(Н2),
ммоль л"' моль л 1 ммоль л' атм ммоль л"' мин"1
0.94 0 76 17 1 43 1 12
112 0 76 167 43 1 44
141 0 76 162 43 2 38
187 0 76 15 2 43 3 12
1 41 0 058 16 2 43 0 24
1 41 0.12 16 2 43 0 73
1 41 0 35 16 2 43 2 08
1 41 0.58 16 2 43 2 12
1 41 0 76 19 43 0 81
1 41 0 76 43 43 1 73
1 41 0 76 6.7 43 2 56
1 41 0 76 91 43 2 63
1 41 0 76 16 2 0.9 051
1 41 0 76 16 2 1 8 1 28
1 41 0 76 16 2 27 1 15
1 41 0 76 16 2 35 2 15
Полученные зависимости показывают, что реакция каталитического гидрирования метиллевулината имеет первый порядок по Н2 и катализатору во всем интервале их начальных концентраций, а порядок по субстрату и НС1 уменьшается с увеличением их начальных концентраций от первого до нулевого
Резкое ускорение реакции, наблюдаемое в МеОН, по сравнению с апротонными растворителями (табл 4), может быть связано с его ролью в формировании каталитически активных рутениевых комплексов Для получения ответа на этот вопрос проведено сравнительное изучение Яи-катализируемого гидрирования и дейтерирования кетоэфира 1Ь в МеОН, МеОБ и в их смеси
Как следует из сравнения кинетических кривых, приведенных на рисунке 3, каталитическое гидрирование водородом в МеОН (кривая 1) и дейтерием в МеОО (кривая 2) протекают с очень близкими начальными скоростями Это свидетельствует о том, что кинетический изотопный эффект в данной реакции отсутствует или незначителен Вместе с тем, можно предположить, что в таком полярном растворителе как метанол значительно облегчается гетеролиз Б2 (Н2) На это указывают результаты изучения динамики изотопного обогащения лактона За в процессе каталитического восстановления 1Ь дейтерием в МеОН и водородом в МеОБ (рис 4)
1 2 3 4 Т, ч
Рис. 3. Зависимость конверсии метиллевулината 1Ь от продолжительности гидрирования в МеОН (кривая 1) и восстановления дейтерием в МеСЮ (кривая 2) Каталитическая система Яи-1, [НС1]/[Яи] = 10, [1Ь]/[Яи] = 200, [1Ь] = 1 7 моль л"1, 60 атм Н2 (Б2), 40 °С
1 2 3 X, ч
Рис 4. Зависимость содержания лактона (7-Б)-За в смеси (7-Н)-За и (7-Б)-За от продолжительности реакции восстановления метиллевулината дейтерием в МеОН (кривая 1), водородом в МеОБ (кривая 2), водородом в смеси МеОН/МеОБ (1/1) (кривая 3) и дейтерием в МеОБ (кривая 4) Каталитическая система 11и-1, [НС1]/[Ки] = 10, [1Ь]/[Яи] = 200, [1Ъ] = 1 7 моль л-1, 60 атм Н2 (Б2), 40 °С
Представленные зависимости свидетельствуют о том, что изменение изотопного состава лактона 3 (отношение (7-Н)-За/(7-Б)-За) определяется изотопным составом растворителя (отношением МеОН/МеОБ) независимо от того, используется ли в качестве восстановителя Н2, или их смесь
Схема 3
0-7-0 о 0-,-н н
I „_ 1 __ I __I
йС1 МеОН
НС[ МеОО
Найденные закономерности (рис 4) можно объяснить протеканием параллельно с реакцией гидрирования 1Ь Яи-катализируемого Н/Б-обмена между восстановителем ф2 или Н2) и растворителем (МеОН или МеОБ) (схема 3), который происходит намного быстрее основной реакции восстановления 1Ь
В этом случае изменение отношения МеОН/МеОБ в процессе каталитического восстановления должно в соответствующей пропорции привести к изменению содержания дейтерия в находящихся в быстром равновесии каталитически активных Ид-содержащих интермедиатах, изотопный состав которых определяет, в свою очередь, отношение лактонов (7-Н)-За и (7-В)-За Лактоны (7-Н)-За и (7-В)-За образуются в равном количестве в начальный период реакции при отношении МеОН/МеОБ 1/1 (кривая 3 на рис 3), что может быть следствием равных стационарных концентраций водород- и дейтерийсодержащих рутениевых комплексов Этот факт находится в хорошем соответствии с отсутствием кинетического изотопного эффекта в реакции каталитического восстановления 1Ь (рис 3)
Таким образом, на основании полученных результатов можно предположить, что Яи-катализируемое асимметрическое гидрирование 7-кетоэфиров 1 в протонных органических растворителях включает стадию гетеролиза молекулярного водорода, протонный растворитель облегчает этот процесс и активно участвует в формировании находящихся в быстром равновесии каталитически активных рутениевых комплексов
3 2 Корреляция между спектральными характеристиками комплексов рутения и их каталитической активностью
Как мы установили, в спектре ^Р{'Н} катализатора [ИиС12(ВШАР)], приготовленного по методике А (оранжевый порошок), имеются два АВ-квартета, интегральные интенсивности которых относятся как 1/2 На основе имеющихся в литературе спектральных данных, спектр на рисунке 5 может быть отнесен к смеси двух нейтральных биядерных комплексов, соответственно, с двумя и тремя мостиковыми атомами хлора (схема 4, структуры В и С)
После добавления НС1 в виде раствора в абс МеОН ([НС1]/[Яи] = 7) в ЯМР-ампулу, содержащую тот же образец, раствор красно-коричневого цвета был оставлен в ампуле на 2 ч и затем снят спектр 31Р ЯМР Из рисунка 6 видно, что сигналы, соответствующие предположительно структурам В и С, исчезли и появились новые сигналы, а именно, мультиплет в области 59-51 м д Наиболее вероятно, что структуры В и С, в результате взаимодействия с НС1, образуют равновесную смесь сходных анионных биядерных комплексов Б и Е, соответственно, с двумя и тремя мостиковыми атомами хлора
Рис. 5. Спектр 31Р ЯМР (СБС13/МеОН = 10/1) комплекса [КиС12(В1ЫАР)]; полученного из Ки(СОБ)(МА)2, (Л)-ВШАР и НС1 (1 1 2 5) в ацетоне
80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 О
Рис. 6. Спектр 3!Р ЯМР (СВС13/МеОН = 10/1) комплекса, полученного из Ии(СОБ)(МА)2, (Л)-ВШАР и НС1 (1 1 2 5) в ацетоне с последующим добавлением НС1 ([НС1]/[Яи] = 7) в ЯМР-ампулу
После проведения гидрирования 1Ь, спектр 3|Р ЯМР выделенного катализатора (рис 7) претерпел изменения по сравнению со спектром исходной каталитической системы 11и-1 (рис 6) Хотя мультиплет на спектре 31Р ЯМР для катализатора, выделенного из реакционной смеси, в области 59-51 мд сохранился, его форма
изменилась вместо двух основных групп сигналов на рисунке 6, спектр на рисунке 7 содержит три основных группы в указанной области Кроме того, спектр на рисунке 7 содержит три новых синглета Синглет с 5 47 3 м д (30 мол %) относится к известному катионному трехядерному комплексу [Ки3С15(ВГМАР)3]+СГ, два синглета в области 7068 м д (20 мол %) принадлежат комплексам 11и(И) - ВШАР неустановленного строения, причем эти структуры являются неактивными компонентами катализатора
' 80.......75 .......70 .......65 ' 60 .......55 .......50..... 45 .......40 .......35 .......30 .......25 .......20 .......15 ' 10........5........0
Рис 7 Спектр 31Р ЯМР (СБС13/МеОН = 10/1) комплекса, полученного из 11и(ССЮХМА)2, (Л)-ВГМАР и НС1 (112 5) в ацетоне, после проведения реакции гидрирования 1Ь (методика А) в следующих условиях [1Ь]/[Яи] = 200, [НС1]/[Яи] = 8, МеОН, 15 атм Н2, 60 °С, 3 ч
В присутствии системы Яи-6 на основе 11и(Ш) асимметрическое гидрирование протекает с такой же высокой энантиоселективностью, как и при использовании системы Яи-1 на основе ЫиЩ) Можно поэтому предположить, что за счет восстановления Ки(Ш) до 11и(П) в процессе гидрирования 1, каталитически активными в обеих системах являются одни и те же Яи-содержащие частицы Сравнение спектров 31Р ЯМР катализаторов, выделенных из реакционных смесей в присутствии системы Яи-6 и спектров наиболее активных катализаторов в системе Яи-1, показывает, что все они содержат мультиплет в области 59-51 м д , который с большой долей вероятности принадлежит общим в системах Яи-1 и Яи-6 каталитически активным частицам Когда спектры 3|Р ЯМР ВШАР-содержащих рутениевых комплексов не имели сигналов в указанной области, они оказывались каталитически неактивными
3 3. Обсуждение механизма асимметрического каталитического гидрирования
Выполненные нами кинетические исследования, спектроскопическое исследование промежуточных комплексов рутения, а также анализ литературных данных, касающихся механизма каталитического гидрирования связей С=0 и С=С в других прохиральных субстратах, позволяет предположить механизм Яи-катализируемого гидрирования 7-кетоэфиров, который в наибольшей степени согласуется с результатами проведенных экспериментов (на примере гидрирования 1Ь в присутствии системы Яи-1) (схема 4)
Схема 4
с:
ж
А
С1 2НС1 ВМАР
У
ч
С1
С
он
л-
сжж>
О С1
.А'
С?ОК>
■с
ЖЖУ
С| С!
о
( 4'йи № ? )
чс,/ \Р У
г'\ / \ > / л
О С!
' А н
Л
Л
а С1
Р
т
А-
с;
н
а
\ / \ I /
>и / ; ЯП Г
/"^с,/ I N
С1
6
Р*Р - В1ЫАР = - свободные или сольватированные вакансии
Роль биядерных комплексов Яи(П). В соответствии с предлагаемым механизмом, каталитически активными являются биядерные комплексы 11и(11) (В и С) Комплексы такого типа с различными бисфосфиновыми лигандами достаточно хорошо исследованы и установлено, что в отсутствие дополнительно вводимых в раствор донорных лигандов, таких как РРЪз, равновесие между моно- и биядерными комплексами практически полностью смещено в сторону биядерных ассоциатов Характерной чертой биядерных бисфосфиновых комплексов 11и(Н) с мостиковыми связями Яи-С1 Яи является неэквивалентность атомов фосфора, координированных
рутением (АВ-система в спектре 31Р ЯМР) даже при комнатной температуре Со структурами такого типа согласуется спектр 31Р ЯМР на рисунке 5
Поскольку кинетический порядок по катализатору - первый, моноядерные частицы А не должны играть существенной роли в механизме катализа в условиях, когда равновесие между моно- и биядерными комплексами (А и В, С) смещено в сторону последних Если бы каталитически активным был мономерный комплекс А, то кинетический порядок по катализатору был бы равен 0 5В пользу определяющей роли биядерных комплексов с мостиковыми хлоридными лигандами в исследуемой реакции свидетельствует и тот факт, что для эффективного катализа реакции гидрирования рутениевый катализатор должен содержать анионы хлора (раздел 1)
Как уже отмечалось, добавление от 1 до 10 экв НС1 к сформированному катализатору ¡ДиСЬДОГМАР)] оказывает сильное влияние на кинетику гидрирования у-кетоэфира порядок реакции изменяется в этом интервале от первого до нулевого, при этом резко изменяется спектр 31Р ЯМР катализатора (см рис 5 и 6) На основании этих результатов роль кислотного промотора мы связываем с образованием находящихся в равновесии анионных биядерных комплексов Б и Е, при этом комплекс Е, по-видимому, не принимает участия в каталитическом цикле, так как он не содержит свободных вакансий для координации Н2
Координация и гетеролиз Н2 Можно предположить, что имеющий одну свободную вакансию комплекс Б присоединяет молекулу Н2 с образованием комплекса Р
При обсуждении механизма гомогенного каталитического гидрирования обычно рассматривают два конкурирующих варианта Первый из них, который постулируется чаще, включает стадию гетеролиза Н2
МХ(Нг) —- мн + нх
Образующаяся при этом кислота активирует субстрат, что облегчает последующую стадию гидридного переноса
\ \ М*Н" + С=0*НХ" —- сн-он + мх
/ /
Второй вариант предусматривает синхронный процесс гетеролиза Н2 и гидридного переноса в координационной сфере переходного металла
\ \ С=0— М(Н2)—- м + сн-он
Как показало сравнительное изучение кинетики гидрирования 1Ь в МеСЮ и дейтерирования в МеОН в присутствии каталитической системы Ки-1, скорость гетеролиза Н2 (02) намного выше скорости гидрирования, что делает второй вариант маловероятным Кроме того, порядок по субстрату изменяется с увеличением его концентрации от первого до нулевого, то есть гидрированию подвергаются молекулы субстрата, координированные ионами Кл(П) Однако реализация механизма гидрирования по второму варианту для комплекса Р невозможна из-за отсутствия у центральных ионов свободной вакансии для координации субстрата
Таким образом, в соответствии с предложенным механизмом остающимся вариантом превращения комплекса Р (не принимая во внимание обратную реакцию диссоциации с образованием комплекса Б) является гетеролиз координированного Н2, приводящий к гидридному интермедиату в
Координация субстрата и гидридный перенос. Высвобождение координационного места у одного из центральных ионов за счет элиминирования НС1 из комплекса Р дает возможность молекуле субстрата войти в координационную сферу Яи(11) с образованием комплекса Н Гидридный перенос к координированной молекуле кетоэфира, который приводит к комплексу I, является необратимой стадией, завершающей каталитический цикл При элиминировании гидроксиэфира из комплекса I происходит регенерация интермедиата В через промежуточный интермедиат С и, таким образом, возобновление каталитического цикла
4 Разработка общего препаративного метода синтеза хиральных 7-алкил- и у-арилбутиролактонов на основе асимметрического гидрирования 7-кетоэфиров
Традиционные методы синтеза замещенных хиральных 7-лактонов являют трудоемкими многостадийными процессами Хиральные 7-лактоны могут быть также получены разделением рацемических субстратов Однако, данный подход связан с большими потерями продукта в результате многоступенчатой кристаллизации Используя найденные высокоэффективные каталитические системы Яи-1 и Пи-6, нами разработан общий препаративный метод синтеза хиральных 7-алкил- и у-арилзамещенных бутиролактонов на основе реакции асимметрического каталитического гидрирования 7-кетоэфиров Нами показана также возможность рециклизации рутениевого катализатора, нанесенного на твердый органический полиэлектролит
Катализ реакции гидрирования системами Ки-1 и Ыи-6 в растворе
Результаты асимметрического гидрирования 7-кетоэфиров с различными алкильными заместителями при 7-углеродном атоме приведены в таблице 8
Таблица 8 Синтез хиральных 7-алкил- и 7-арилбутиролактонов реакцией гидрирования 7-кетоэфиров в присутствии каталитической системы Яи-1а
Опыт Субстрат т/ч Конверсия субстрата (%) ее (%)
1 1Ь 3 100 99 {К)
2 И 3 92 98 да
3 Ч 3 78 98 (К)
4 1Ь 3 70 98 (Л)
5 8 98 98 (Я)
6 111 8 91 98 (К)
?ъ 1] 5 57 88 (Л)
8Ь и 5 52 90(7?)
а [НС1]/[Ки] = 10, [1]/[Яи] = 200, (Л)-ВЕМАР, [1] = 15-16 моль л \ растворитель - абс МеОН, 60 атм Н2, 60 °С ь ©-ВПЧАР, [1]/[Яи] = 100
Как видно из таблицы, объем соседней с карбонилом алкильной группы влияет на скорость реакции гидрирования, однако, за 3-8 ч удается добиться высоких значений конверсии всех исследованных в этой реакции алифатических кетоэфиров (70-100%) при высокой энантиоселективности гидрирования (98-99%) (опыты 1-6) Как и при гидрировании 1Ь, из его гомологов И-И также образуются в выбранных условиях реакции только лактоны ЗЬ—с! В отличие от алифатических 7-кетоэфиров 1Ь, 1-11, у-арил-7-кетоэфиры (11-1) являются существенно менее реакционноспособными и для достижения высокой конверсии требуется более продолжительный период реакции
Как следует из таблицы 9 (опыт 1), в присутствии каталитической системы Ид-б при отношении [1]/[Яи] = 500 конверсия кетоэфиров 1 составила 73-100% за период 10-65 ч Выход выделенных продуктов 3 составил 62-88% с оптической чистотой 9199% ее
Таким образом, реакционная способность алкил- и арилзамещенных 7-кетоэфиров зависит от объема заместителя при 7-углеродном атоме, при увеличении которого скорость гидрирования несколько снижается Однако, при подборе условий реакций с использованием каталитических систем Яи-1 или Яи-6 хиральные лактоны с различными заместителями в 7-положении получаются с хорошим выходом и высокой энантиомерной чистотой (до 99%)
Таблица 9. Синтез лактонов методом асимметрического гидрирования в присутствии каталитической системы КиС13 - (Л)-ВШАР - НС1а
Опыт Субстрат г/ч Конверсия субстрата (%) Выход (%)h ее (%)
1 Ib 10 100 88 99 (i?)
2 lf 10 87 57 99 (R)
3 lg 10 75 66 98 (R)
4 lh 20 70 63 99 (R)
5 ljc 65 75 65 91(5)
б IIе 65 73 62 92(5)
а [НС1]/[Яи] = 10, [1]/[Яи] = 500, [1] = 2 5 моль л"1, растворитель - абс МеОН, 60 атм Н2, 60 °С ь Выход вьщеленного продукта - лактона 3 с Растворитель - абс ЕЮН
Катализ реакции гидрирования системой Кл1-1, осажденной на ионный полимер Рециклизация дорогостоящих катализаторов на основе хиральных комплексов переходных металлов (ХКПМ) является актуальной проблемой, которая еще не решена до настоящего времени Один из подходов к ее решению основан на использовании ионных полимеров - полиэлектролитов (ПЭ) в качестве носителей
_|1н2с сн2_^
4а d
и = 1800 - 2250 Х- = СГ (a), BF4" (b), PF6" (с), п = 450 - 900 X- = PF<f(d)
В настоящей работе мы сообщаем о первом применении твердого органического
ПЭ, не содержащего дополнительных компонентов, для рециклизации
металлокомплексного катализатора (табл 10) *
Было найдено, что использование ПЭ 4Ь или 4с в каталитической реакции
гидрирования практически не приводит к снижению конверсии субстрата Ib по
сравнению с экспериментом в гомогенных условиях, тогда как в присутствии С1-
содержащего ПЭ 4а конверсия уменьшается на -10% (табл 10, серия опытов I)
Отношение продуктов За/2Ь зависит от природы аниона в ПЭ 4 и увеличивается в
ряду 4а (81/19) < 4Ь (88/12) < 4с (>99/1)
' ПЭ предоставлены аспирантом ИОХ РАН Кучеренко А С (лаб №11)
Таблица 10. Асимметрическое каталитическое гидрирование кетоэфира 1Ь с рециклизацией катализатора, нанесенного на ПЭ 4а-са
Серия опытов ПЭ Цикл Конверсия субстрате Состав продуктов реакции (мол %) % ее
(%) 2Ъ За
- 1 72 0 100 99 (5)
I 4а 1 63 19 81 98 5(5)
4Ь 1 74 12 88 98 5 (5)
4с 1 72 0 100 99 (S)
4Ь 1 99 1 99 97 5(5)
II 4Ь 2 12 21 79 98 (5)
4Ь 3 14 20 80 98 5(5)
4с 1 100 0 100 99 (5)
4с 2 98 1 99 99 (5)
III 4с 3 94 1 98 98 5 (5)
4с 4 52 2 98 98 (S)
4с 5 22 24 76 98 (5)
а Каталитическая система Ru(II) - (5)-BINAP - HCl (Методика Б), [lb]/[Ru] = 200, [lb] = 1 б моль л"1, растворитель - абс МеОН, ПЭ - 100 мг, 40 атм Нг, 40 °С, 2 ч (серия опытов I), 60 атм Н2, 60 "С, 3 ч (серии опытов II и III)
ПЭ 4Ь и 4с, которые показали лучшие результаты, были использованы в качестве носителей в экспериментах с рециклизацией катализатора При рециклизации катализатора Ru(II) - BINAP, нанесенного на ПЭ 4Ь (серия опытов II), после второго цикла гидрирования происходило снижение активности катализатора, тем не менее энантиоселективность процесса оставалась неизменной после трех циклов Наилучшие результаты получены при использовании ПЭ 4с с гексафторфосфатным противоионом (серия опытов III) Во втором и третьем цикле гидрирования отмечено лишь небольшое уменьшение конверсии субстрата (соответственно, на 2 и 6% при одинаковых параметрах гидрирования) В четвертом цикле активность катализатора, нанесенного на ПЭ 4с, заметно снизилась, тем не менее, энантиоселективность гидрирования оставалась неизменной по меньшей мере в течение 5 циклов
Метод, основанный на рециклизации катализатора, позволяет препаративно получать хиральные -у-лактоны без дополнительных затрат дорогостоящего катализатора
Основные результаты и выводы
1 Впервые проведено систематическое исследование гомогенного асимметрического гидрирования "у-кетоэфиров с использованием в качестве катализаторов комплексов рутения с хиральными бисфосфиновыми лигандами
2 Установлено, что добавки минеральных кислот, таких как НС1 и HBF4 вызывают резкое возрастание скорости Ru-катализируемого асимметрического гидрирования 7-кетоэфиров при высокой энантиомерной чистоте получаемых у-лактонов (до 99 5% ее)
3 Созданы высокоэффективные Ru(II)- и Ки(Ш)-содержащие каталитические системы для гомогенного асимметрического гидрирования эфиров 7-кетокарбоновых кислот с различными заместителями при 7-карбонильном атоме углерода Наиболее высокую активность и энантиоселективность проявили т situ системы Ru(COD)(MA)2-BINAP-HC1, [RuC12(DMOD)]2-BINAP-НС1 и RuCl3-BINAP -НС1, причем последняя система впервые применена в асимметрическом каталитическом гидрировании
4 Изучена кинетика реакции асимметрического гидрирования метиллевулината -простейшего 7-кетоэфира - водородом и дейтерием в присутствии каталитической системы Ru(COD)(MA)2 - BINAP - НС1 Найдено, что кинетический порядок по Н2 и катализатору - первый, а по субстрату и НС1 он изменяется от первого до нулевого с увеличением их начальных концентраций Кинетический изотопный эффект отсутствует или незначителен
5 Осуществлена корреляция между спектральными характеристиками комплексов Ru(II)-BINAP до и после окончания реакции гидрирования и их каталитической активностью с использованием метода 31Р ЯМР
6 На основании кинетических данных и спектрального изучения металлсодержащих интермедиатов предложен механизм каталитического гидрирования у-кетоэфиров, включающий обратимые стадии координации молекул Н2 биядерными комплексами Ru(II), гетеролиза координированного Н2 с образованием активных гидридных интермедиатов и протекающую необратимо стадию гидридного переноса к активированной кислотой кетогруппе исходного субстрата
7 Разработан универсальный препаративный метод получения энантиомерно чистых 7-алкил- и 7-арилзамещенных лактонов на основе реакции асимметрического каталитического гидрирования в присутствии систем Ru(COD)(MA)2 - BINAP - НС1 и RuCl3- BINAP -HC1
8 С целью рециклизации катализатора и его неоднократного использования впервые в гомогенном металлокомплексном катализе применен твердый органический полиэлектролит - поли(диаллилдиметиламмоний)гексафторфосфат Показано, что
активность катализатора не снижается при проведении трех циклов, при этом энантиоселективность сохраняется высокой (98-99%) при проведении по крайней мере пяти циклов
Основные результаты работы изложены в следующих публикациях
1 Е В Стародубцева, О В Турова, M Г Виноградов, Л С Горшкова, В А Ферапонтов Энантиоселекгивное гидрирование эфиров левулиновой кислоты в присутствии каталитической системы Run-BINAP-HCl // Язе АН, Сер химич , 2005, Na 10, с 23012304
2 Eugenia V Starodubtseva, Olga V Turova, Maxim G Vinogradov, Vladimir A Ferapontov, Ilya V Razmanov, Sergei G Zlotin and Alexander S Kucherenko Asymmetric hydrogénation of the C=0 bond with the recycling of an organometal catalyst deposited on a solid organic polyelectrolyte II Mendeleev Commun , 2007,17, с 20-21
ЗЕВ Стародубцева, О В Турова, M Г Виноградов, JIС Горшкова, В А Ферапонтов О роли протонного растворителя в асимметрическом гидрировании метиллевулината в присутствии рутенийсодержащего катализатора // Изв АН, Сер химич , 2007, № 3, с 531-533
4 0В Турова, Е В Стародубцева, M Г Виноградов, JI С Горшкова, В А Ферапонтов Энантиоселективное каталитическое гидрирование 7-кетоэфиров как метод синтеза хиральных 7-алкил- и 7-арилбутиролактонов // II Молодежная конференция ИОХ РАН, 13-14 апреля, 2006, Москва Тезисы докл , с 28
5 Е В Стародубцева, О В Турова, M Г Виноградов, JI С Горшкова, В А Ферапонтов Универсальный каталитический метод синтеза хиральных алкил- и арилзамещенных 7-лактонов // International Symposium on Advanced Science m Organic Chemistry, 26-30 июня, 2006, Судак, Крым Тезисы докл, с 227
6 Стародубцева Е В, Турова О В, Виноградов M Г, Ферапонтов В А Асимметрическое дейтерирование метиллевулината, катализируемое системой Ru(ll) -(S)-BINAP - HCl в протонных растворителях // VII Российская конференция "Механизмы каталитических реакций", 3-8 июля, 2006, Санкт-Петербург Тезисы докл , Т 1, с 244-246
7 Е В Стародубцева, О В Турова, M Г Виноградов, В А Ферапонтов, И В Разманов, С Г Злотин, А С Кучеренко Асимметрическое гидрирование связи С=0 с рециклизацией металлокомплексного катализатора, нанесенного на твердый
органический полиэлектролит // IX Научная школа - конференция по органической химии, 11-15 декабря, 2006, Звенигород Тезисы докл , с 369
8 S G Zlotm, G V Kryshtal, G M Zhdankma, A S Kucherenko, A V Bogolyubov, D E Siyutkin, О V Turova, M G Vinogradov Recycling of inorganic, organic and organometal catalysts via immobilization m(on) organic salts'with fluormated anions A new approach to green sustainable processes // GSC-3 Symposium 3rd International Conference on Green and Sustainable Chemistry, 1-5 July, 2007, Delft University of Technology, the Netherlands Abstracts, p 22
9 Turova О V, Starodubtseva E V, Vinogradov M G , Ferapontov V A Ru(III)-Based homogeneous catalytic system for enantioselective hydrogénation of C=0 bond // III International Conference "Catalysis Fundamentals and Application" dedicated to the 100th anniversary of Academician Georgn К Boreskov, July 4-8, 2007, Novosibirsk, Russia Abstracts, Volume II, p 103
10 Starodubtseva E V, Turova О V, Ignatenko A V , Vinogradov M G NMR study of Ru(II) complexes with chiral bisphosphme ligands and their role m asymmetric catalytic hydrogénation // XXIII Международная Чугаевская конференция по координационной химии, 4-7 сентября 2007, Одесса, Украина Тезисы докладов, с 670
Гарнитура Times Формат 60V90/16 Бумага офсетная 80 г Печать офсетная Уч -изд л 1,0Услпечл 1,5 Тираж ЮОэкз Отпечатано с готового Оригинал-макета в ООО "Знаменка"
Введение
I. Энантиоселективное гомогенное гидрирование кетоэфиров, катализируемое комплексами Ru(II) и Rh(I) (Литературный обзор)
1.1. Формирование металлокомплексных катализаторов асимметрического гидрирования
1.2. Асимметрическое гидрирование се-кетоэфиров, катализируемое комплексами Ru(II)
1.3. Асимметрическое гидрирование а-кетоэфиров, катализируемое комплексами Rh(I)
1.4. Асимметрическое гидрирование /З-кетоэфиров, катализируемое комплексами Ru(II)
1.4.1. Катализ нейтральными комплексами, сформированными исходя из дикарбоксилатов Ru(II)
1.4.2. Катализ нейтральными комплексами, сформированными исходя из ^иХг(СбНб)] (X = CI, Вг)
1.4.3. Катализ катионными комплексами, сформированными исходя из [RuX2(arene)]2 (X = С1, Br, I, агепе = СбНб, p-cymene)
1.4.4. Катализ нейтральными комплексами, сформированными исходя из аллильных производных Ru(II)
1.4.5. Катализ анионными бисфосфиновыми комплексами Ru(II)
1.5. Асимметрическое гидрирование у-кетоэфиров, катализируемое бисфосфиновыми комплексами рутения 30 II. Создание высокоэффективных Ru-содержащих каталитических систем для гомогенного асимметрического гидрирования производных у-кетокарбоновых кислот на примере модельной реакции гидрирования эфиров левулиновой кислоты 33 II. 1. Каталитические системы Ru(II) - BINAP 34 II. 1.1. Влияние строения хирального индуктора 34 II. 1.2. Промотирующее влияние сильных кислот 34 II. 1.3. Влияние строения спиртового фрагмента исходного у-кетоэфира
II. 1.4. Влияние природы растворителя
II.2. Каталитические системы Ru(III) - BINAP
И.2.1. Влияние гидратной воды
11.2.2. Влияние кислотного промотора
11.2.3. Гидрирование в присутствии органических солей и в ионных жидкостях 46 III. Изучение кинетики и механизма асимметрического Ru-катализируемого гидрирования метиллевулината 48 III. 1. Кинетика асимметрического гидрирования метиллевулината в присутствии каталитической системы Ru
111.2. Корреляция между спектральными характеристиками комплексов рутения и их каталитической активностью 55 III.2.1. Каталитическая система Ru-1 55 Ш.2.2. Каталитическая система Ru
111.3. Обсуждение механизма асимметрического каталитического гидрирования 64 IV. Разработка общего препаративного метода синтеза хиральных у-алкилбутиролактонов на основе реакции асимметрического каталитического гидрирования у-кетоэфиров 69 IV. 1. Катализ реакции гидрирования системами Ru-1 и Ru-б в растворе
IV.2. Катализ реакции гидрирования системой Ru-1, осажденной на ионный полимер
V. Экспериментальная часть
В настоящее время область асимметрического катализа хиральными комплексами переходных металлов интенсивно развивается. Из объекта чисто научного исследования асимметрический катализ становится эффективным инструментом тонкого органического синтеза, прежде всего при разработке современных схем создания хиральных предшественников лекарственных средств и других биологически активных соединений из неприродного сырья.
Актуальность проблемы
Гомогенное асимметрическое каталитическое гидрирование прохиральных карбонильных соединений представляет большой интерес, поскольку получаемые оптически активные вторичные спирты являются ценными хиральными блоками для тонкого органического синтеза. К субстратам, хорошо изученным в данной реакции, относятся а- и /3-кетоэфиры и их функциональные производные. Являясь менее реакционноспособными, у-кетоэфиры как прохиральные субстраты практически не изучены. В связи с этим, важным аспектом является поиск эффективных каталитических систем для реакции асимметрического гидрирования у-кетоэфиров на основе изучения закономерностей и механизма реакции кинетическими и спектральными методами. Кроме того, в литературе отсутствует общая методика синтеза у-алкил- и у-арилзамещенных лактонов в энантиомерно чистой форме, которые могут быть получены в одну стадию каталитическим гидрированием у-кетоэфиров. Возможность рециклизации дорогостоящих хиральных катализаторов также является важной проблемой, которая еще не решена до настоящего времени. Такой подход позволяет, с одной стороны, удешевить процесс получения у-лактонов и с другой - отвечает принципам "зеленой" химии.
Цель работы
Целью настоящей работы является разработка высокоэффективных каталитических систем из различных предшественников Ru(II) и Ru(III), проявляющих высокую активность и энантиоселективность в реакции асимметрического гидрирования у-кетоэфиров различного строения, в результате чего могут быть получены хиральные у-ал кил- и у-арилзамещенные лактоны с высокой энантиомерной чистотой. Решение данной задачи неразрывно связано с изучением механизма реакции для выявления ключевых факторов, определяющих активность и энантиоселективность гидрирования 7-кетоэфиров.
Научная новизна и практическая ценность работы
Впервые проведено систематическое исследование гомогенного асимметрического гидрирования у-кетоэфиров с использованием в качестве катализаторов комплексов рутения с хиральными бисфосфиновыми лигандами. Созданы высокоэффективные Ru(II)- и Ru(III)-содержащие каталитические системы для гомогенного асимметрического гидрирования эфиров у-кетокарбоновых кислот с различными заместителями при у-карбонильном атоме углерода. Установлено, что добавки минеральных кислот приводят к резкому возрастанию скорости асимметрического каталитического гидрирования у-кетоэфиров при высокой энантиомерной чистоте получаемых у-лактонов. Исследованы кинетика и механизм асимметрического каталитического гидрирования у-кетоэфиров с использованием изотопного и спектрального методов; сделано предположение о том, что каталитически активными интермедиатами являются биядерные гидридные комплексы Ru(II), образующиеся в результате гетеролиза Н2. Разработан универсальный препаративный метод получения энантиомерно чистых у-алкил- и у-арилзамещенных лактонов на основе реакции асимметрического гидрирования у-кетоэфиров в присутствии каталитических систем [RuCh(BINAP)] - HCI и RuCb-BINAP-HCl. На примере асимметрического гидрирования метиллевулината впервые осуществлена реакция с неоднократной рециклизацией металлокомплексного катализатора, осажденного на твердый органический полиэлектролит.
Апробация работы
Результаты работы докладывались на следующих международных и российских конференциях: 1) II Молодежная конференция ИОХ РАН, 13-14 апреля, 2006, Москва. 2)
International Symposium on Advanced Science in Organic Chemistry, 26-30 июня, 2006, Судак, Крым. 3) VII Российская конференция "Механизмы каталитических реакций", 3-8 июля, 2006, Санкт-Петербург. 4) IX Научная школа - конференция по органической химии, 11-15 декабря, 2006, Звенигород. 5) 3rd International Conference on Green and Sustainable Chemistry, 1-5 July, 2007, Delft University of Technology, the Netherlands. 6) III International Conference "Catalysis: Fundamentals and Application" dedicated to the 100th anniversary of Academician Georgii K. Boreskov, July 4-8, 2007, Novosibirsk, Russia. 7) XXIII Международная Чугаевская конференция по координационной химии, 4-7 сентября 2007, Одесса, Украина.
Публикации
Основное содержание работы изложено в 3 статьях и 7 тезисах докладов на конференциях.
I. Энантиоселективное гомогенное гидрирование кетоэфиров, катализируемое комплексами Ru(II) и Rh(I)
Асимметрическому каталитическому гидрированию прохиральных субстратов, включая кетоэфиры, посвящен ряд обзоров1'5. В отличие от асимметрического гидрирования с использованием гетерогенных катализаторов, когда катализ осуществляется
19 20 поверхностными комплексами таких металлов как никель или платина ' , достижения последних лет в области гомогенного асимметрического гидрирования связаны с использованием хиральных комплексов рутения и родия. Именно за выдающиеся достижения в этой области в 2001 г. У. Ноулзу и Р. Нойори была присуждена Нобелевская премия по химии. Что касается гомогенного асимметрического гидрирования кетоэфиров с катализаторами на основе других металлов, то такие сведения в литературе практически отсутствуют. В данном обзоре нами обобщены литературные данные, относящиеся к реакциям гомогенного асимметрического гидрирования а-, (3- и 7-кетоэфиров, протекающих с высокой энантиоселективностью (не менее 80% её). Более низкие значения ее приводятся только для сравнения. В обзоре рассмотрены вопросы формирования эффективных металлокомплексных катализаторов, влияние природы хиральных и ахиральных лигандов, а также условий реакции на конверсию исходных кетоэфиров и энантиоселективность асимметрического гидрирования.
Основные результаты и выводы
1. Впервые проведено систематическое исследование гомогенного асимметрического гидрирования у-кетоэфиров с использованием в качестве катализаторов комплексов рутения с хиральными бисфосфиновыми лигандами.
2. Установлено, что добавки минеральных кислот, таких как НС1 и HBF4 вызывают резкое возрастание скорости Ru-катализируемого асимметрического гидрирования у-кетоэфиров при высокой энантиомерной чистоте получаемых у-лактонов (до 99.5% ее).
3. Созданы высокоэффективные Ru(II)- и Яи(Ш)-содержащие каталитические системы для гомогенного асимметрического гидрирования эфиров у-кетокарбоновых кислот с различными заместителями при у-карбонильном атоме углерода. Наиболее высокую активность и энантиоселективность проявили in situ системы Ru(COD)(MA)2 - BINAP - НС1, [RuC12(DMOD)]2 - BINAP - HC1 и RuCl3-BINAP -HC1, причем последняя система впервые применена в асимметрическом каталитическом гидрировании.
4. Изучена кинетика реакции асимметрического гидрирования метиллевулината - простейшего у-кетоэфира - водородом и дейтерием в присутствии каталитической системы Ru(COD)(MA)2 - BINAP - НС1. Найдено, что кинетический порядок по Н2 и катализатору - первый, а по субстрату и НС1 он изменяется от первого до нулевого с увеличением их начальных концентраций. Кинетический изотопный эффект отсутствует или незначителен.
5. Осуществлена корреляция между спектральными характеристиками комплексов Ru(II)- BINAP до и после окончания реакции гидрирования и их каталитической активностью с использованием метода 31Р ЯМР.
6. На основании кинетических данных и спектрального изучения металлсодержащих интермедиатов предложен механизм каталитического гидрирования у-кетоэфиров, включающий обратимые стадии координации молекул Н2 биядерными комплексами Ru(II), гетеролиза координированного Н2 с образованием активных гидридных интермедиатов и протекающую необратимо стадию гидридного переноса к активированной кислотой кетогруппе исходного субстрата.
7. Разработан универсальный препаративный метод получения энантиомерно чистых у-алкил- и у-арилзамещенных лактонов на основе реакции асимметрического каталитического гидрирования в присутствии систем Ru(COD)(MA)2 - BINAP - НС1 hRUC13-BINAP-HC1.
8. С целью рециклизации катализатора и его неоднократного использования впервые в гомогенном металлокомплексном катализе применен твердый органический полиэлектролит - поли(диаллилдиметиламмоний)гексафторфосфат. Показано, что активность катализатора не снижается при проведении трех циклов, при этом энантиоселективность сохраняется высокой (98-99%) при проведении по крайней мере пяти циклов.
1. Ryoji Noyori Acta Chemica Scandinavica, 1996, 50, 380-390.
2. David J. Ager and Scott A. Laneman Tetrahedron: Asymmetry, 1997, 8,20, 3327-33552.
3. Ian C. Lennon, Christopher J. Pilkington Synthesis, 2003,11, 1639-1642.
4. W. Tang and X. Zhang Chemical Reviews, 2003,103, 8, 3045.
5. Sean E. Clapham, Alen Hadzovic and Robert H. Morris Coordination Chemistry Reviews, 2004,248, 2201-2237.
6. Kazushi Mashima, Koh-hei Kusano, Naomasa Sato, Yoh-ichi Matsumura, Kyoko Nozaki,
7. Hidenori Kumobayashi, Noboru Sayo, Yiji Hori, Takahiro Ishizaki, Susumu Akutagawa and Hidemasa Takaya J. Org. Chem., 1994,59,3064-3076.
8. Kazushi Mashima, Takahiro Hino and Hidemasa Takaya Chem. Soc., Dalton Trans., 1992, 20992107.
9. Tetsuo Ohta, Yoichi Tonomura, Kyoko Nozaki, Hidemasa Takaya and Kazushi Mashima
10. Organometallics, 1996,15, 6, 1521-1523.
11. R. Noyori, T. Ohkuma and M. Kitamura J. Am. Chem. Soc., 1987,109, 5856-5858.
12. Steven A. King, Andrew S. Thompson, Anthony O. King and Thomas R. Verhoeven J. Org. Chem., 1992, 57,6689-6691.
13. Bernd Heiser, Emil A. Broger and Yvo Crameri Tetrahedron: Asymmetry, 1991,2, 1, 51-62.
14. Toshiaki Morimoto, Hisashi Takahashi, Katsuyasu Fujii, Mitsuo Chiba and Kazuo Achiwa Chemistry Letters, 1986, 2061-2064.
15. Masato Kitamura, Makoto Tokunaga, Takeshi Ohkuma and Ryoji Noyori Organic Syntheses, Coll., 1992,9,589; 71, 1.
16. M. Kitamura, M. Tokunaga, T. Ohkuma and R. Noyori Tetrahedron Letters, 1991, 32, 33, 4163-4166.
17. J. P. Jenet, C. Pinel, V. Ratovelomanana-Vidal, M. C. Cano De Andrade, X. Pfister, P. Guerreiro, J. Y. Lenoir Tetrahedron Letters, 1995,36,27,4801-4804.
18. J. P. Jenet, C. Pinel, V. Ratovelomanana-Vidal, S. Mallart, X. Pfister, L. Bischoff, M. C. Cano De Andrade, S. Darses, C. Galopin, J. A. Laffitte Tetrahedron: Asymmetry, 1994, 5, 4, 675690.
19. В. А. Павлов, Е.В.Стародубцева, М.Г.Виноградов, В.А.Ферапонтов, О.Р.Малышев, Г. J1. Хейс Изв. Академии наук. Сер. хим., 2000, 4, 725-728.
20. Jean Pierre Genet PureAppl. Chem., 74,1,77-83.
21. Evgenii Klabunovskii, Gerard V. Smith and Agnes Zsigmond "Heterogeneous Enantioselective Hydrogenation. Theory and practice", Ser. Catalysis by metal complexes, 2006, Springer, 31,1303.
22. E. И. Клабуновский Катализ в промышленности, 2006,46 52-58.
23. М. Kitamura, Т. Ohkuma, S. Inoue, N. Sayo, H. Kumobayashi, S. Akutagawa, T. Ohta and R. Noyori J. Am. Chem. Soc., 1988,110, 629-631.
24. Takeshi Chiba, Akira Miyashita and Hiroyuki Nohira Tetrahedron Letters, 1993, 34, 14, 23512354.
25. Tiziana Benincori, Elisabetta Brena, Franco Sannicolo, Licia Trimarco, Patrizia Antognazza and Edoardo Cesarotti Chem. Soc., Chem. Commun., 1995, 685-686.
26. Tiziana Benincori, Elisabetta Brena, Franco Sannicolo, Licia Trimarco, Patrizia Antognazza, Edoardo E. Cesarotti, Francesco Demartin and Tullio Pilati J. Org. Chem., 1996, 61, 62446251.
27. Tiziana Benincori, Edoardo Cesarotti, Oreste Piccolo and Franco Sannicolo J. Org. Chem., 2000,65,2043-2047.
28. Frederic Hapiot, Francine Agbossou and Andre Mortreux Tetrahedron: Asymmetry, 1995, 6, 1, 11-14.
29. T. Ojima, T. Kogura, T. Terasaki, K. Achiwa J. Org. Chem., 1978,43,3444.
30. R. E. Dolle and К. C. Nicolaou J. Am. Chem. Soc., 1985,107,1961-1964.
31. Hisashi Takahashi, Masaaki Hattori, Mitsuo Chiba, Toshiaki Morimoto and Kazuo Achiwa
32. Tetrahedron Letters, 1986, 27,37,4477-4480.
33. Hisashi Takahashi, Toshiaki Morimoto and Kazuo Achiwa Chemistry Letters, 1987, 855-858.
34. Corinne Hatat, Nicolas Kokel, Andre Mortreux and Francis Petit Tetrahedron Letters, 1990,31, 29,4139-4142.
35. Alain Roucoux, Francine Agbossou, Andre Mortreux and Francis Petit Tetrahedron: Asymmetry, 1993,4,11,2279-2282.
36. Jean-Franfois Carpentier, Francine Agbossou and Andre Mortreux Tetrahedron: Asymmetry,1995,6,1,39-42.
37. Alain Roucoux, Marc Devocelle, Jean-Fran?ois Carpentier, Francine Agbossou and Andre Mortreux Synlett, 1995, 358-359.
38. Alain Roucoux, Laurent Thieffry, Jean-Frangois Carpentier, Marc Devocelle, Catherine Meliet, Francine Agbossou and Andre Mortreux Organometallics, 1996,15,2440-2449.
39. Alain Roucoux, Isabelle Suisse, Marc Devocelle, Jean-Francois Carpentier, Francine Agbossou and Andre Mortreux Tetrahedron: Asymmetry, 1996, 7,2,379-382.
40. Frederic Hapiot, Francine Agbossou and Andre Mortreux Tetrahedron: Asymmetry, 1997,8, 17, 2881-2884.
41. Corinne Pasquier, Said Naili, Lydie Pelinski, Jacques Brocard, Andre Mortreux and Francine Agbossou Tetrahedron: Asymmetry, 1998,9,2,193-196.
42. Ohno, M. Synlett, 1998,11,1167.40a. Said Naili, Isabelle Suisse, Andre Mortreux, Francine Agbossou Mustapha Ait Ali and
43. Corinne Hatat, Abdallah Karim, Nicolas Kokel, Andre Mortreux and Francis Petit Tetrahedron Letters, 1988, 29, 30,3675-3678.
44. Neil W. Boaz, Sheryl D. Debenham, Elaine B. Mackenzie and Shannon E. Large Organic Letters, 2002, 4, 14, 2421-2424.
45. Kazushi Mashima, Koh-hei Kusano, Tetsuo Ohta, Ryoji Noyori and Hidemasa Takaya J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1989, 1208-1210.
46. R. Noyori, T. Ikeda, T. Ohkuma, M. Widhalm, M. Kitamura, H. Takaya, S. Akutagawa, N. Sayo, T. Saito, T. Taketomi and H. Kumobayashi J. Am. Chem. Soc., 1989, 111, 9134-9135.
47. M. Kitamura, M. Tokunaga and R. Noyori J. Am. Chem. Soc., 1993,115, 144-152.
48. Cheng-Chao Pai, Yue-Ming Li, Zhong-Yuan Zhou and Albert S. C. Chan Tetrahedron Letters, 2002,43, 15, 2789-2792.
49. V. Enev, Ch. L. J. Ewers, M. Harre, K. Nickisch and J. T. Mohr J. Org. Chem., 1997, 62, 70927093.
50. Yong-Gui Zhou, Wenjun Tang, Wen-Bo Wang, Wenge Li and Xumu Zhang J. Am. Chem. Soc., 2002,124,4952-4953.
51. Cheng-Chao Pai, Ching-Wen Lin, Chin-Chiang and Albert S. C. Chan J. Am. Chem. Soc., 2000, 122,11513-11514.
52. M. Kitamura, T. Ohkuma, M. Tokunaga and R. Noyori Tetrahedron: Asymmetry, 1990,1, 1, 14.
53. E. В. Стародубцева, M. Г. Виноградов, В. А. Павлов, Jl. С. Горшкова, В. А. Ферапонтов Изв. Академии наук. Сер. хим. 2004,2079-2081.
54. Adi Wolfson, Ivo F. J. Vankelecom, Shimona Geresh, Pierre A. Jacobs Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2003,198,39-45.
55. Adi Wolfson, Ivo F. J. Vankelecom, Pierre A. Jacobs Journal of Organometallic Chemistry, 2005, 690,3558-3566.
56. L. Bartek, M. Drobek, M. Kuzma, P. Kluson, L. Cerveny Catalysis Commun., 2005,6,61-65.
57. Xiaoyong Zhang, Kazushi Mashima, Kinko Koyano, Noboru Sayo, Hidenori Kumobayashi, Susumu Akutagawa and Hidemasa Takaya J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 1994,2309-2315.
58. Masanao Murata, Toshiaki Morimoto, Kazuo Achiwa Synlett, 1991, 827-829.
59. Jing Wu, Hua Chen, Wai Him Kwok, Kim Hung Lam, Zhong-Yuan Zhou, Chi Hung Yeung and Albert S. C. Chan Tetrahedron Letters, 2002,43, 8, 1539-1543.
60. Jean-Pierre Genet, Catherine Pinel, Sergio Mallart, Sylvian Juge, Nathalie Cailhol and Jean Alex Laffitte Tetrahedron Letters, 1992,33, 37, 5343-5346.
61. J. P. Jenet, X. Pfister, V. Ratovelomanana-Vidal, C. Pinel and J. A. Laffitte Tetrahedron Letters,1994,35, 26,4559-4562.
62. J. P. Jenet Eur. J. Org. Chem., 1999, 2937-2942.
63. Philip J. Pye, Kai Rossen, Robert A. Reamer, R. P. Volante and Paul J. Reider Tetrahedron Letters, 1998,39,4441-4444.
64. Tania Ireland, Gabriele Grossheimann, Catherine Wieser-Jeunesse and Paul Knochel Angew. Chem., Int. Ed., 3212.
65. Torn Yamano, Naohiro Taya, Mitsuru Kawada, Taisheng Huang and Tsuneo Imamoto Tetrahedron Letters, 1999, 40,2577-2580.
66. Mark J. Burk, T. Gregory P. Harper and Christopher S. Kalberg J. Am. Chem. Soc., 1995,117, 4423-4424.
67. Jeffrey B. Hoke, L. Steven Hollis and Eric W. Stern Journal of Organometallic Chemistry,1993,455,193-196.
68. T. Ikariya, Y. Ishii, H. Kawano, T. Arai, M. Saburi, S. Yoshikawa, S. Akutagawa J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1985, 922.
69. Kenneth S. MacFarlane, Ian S. Thornbum, Paul W. Cyr, Daniel E. K.-Y. Chau, Steven J. Rettig, Brian R. James Inorganica ChimicaActa, 1998,270,130-144.
70. Kazushi Mashima, Tomoko Nakamura, Yutaka Matsuo, Kazuhide Tani Journal of Organometallic Chemistry, 2000,607, 51-56.
71. Douglass F. Taber and Lee J. Silverberg Tetrahedron Letters, 1991,32, 34,4227-4230.
72. T. Ohkuma, M. Kitamura and R. Noyori Tetrahedron Letters, 1990,31, 38, 5509-5512.
73. M. Kitamura, T. Ohkuma, S. Inoue, N Sayo, H Kumobayashi, S Akutagawa, T. Ohta, H Takaya and R. Noyori J. Am. Chem. Soc., 1988,110, 629.
74. G. Juszkiewicz, M. Asztemborska and J. Jurczak Polish J. Chem., 2002, 76,1707-1711.
75. Takao Saito, Tohru Yokozawa, Takero Ishizaki, Takashi Moroi, Noboru Sayo, Takashi Miura, Hidenori Kumobayashi Adv. Synth. Catal., 2001,343, 5, 264-267.
76. Tiziana Benincori, Simona Rizzo, Tullio Pilati, Alessandro Ponti, Mara Sada, Ella Pagliarini, Simona Ratti, Celentano Giuseppe, Lorenzo de Ferra and Franco Sannicolo Tetrahedron: Asymmetry, 2004,15,2289-2297.
77. S.A. King, A.S. Thompson, A.O. King, T.R. Verhoeven. J. Org. Chem., 1992,57,6689.
78. E. L. Stangeland, T. Sammakia J. Org. Chem., 2004,69, 7,2381.
79. R. Noyori and T. Ohkuma. Angew. Chem., Int. Ed. Engl, 2001,40,41.
80. A. Mezzetti, A. Tshumper and G. Consiglio J. Chem. Soc., Dalt. Trans., 1995,49.
81. M. A. Bennett, T. W. Matheson, G. B. Robertson, A. K. Smith, P. A. Tucher Inorg. Chem., 1980, 1014-1021.
82. R. A. Zelonka and M. C. Baird Canadien Journal of Chemistry, 1972, 50,18, 3063-3072.
83. David N. Cox and Raymond Roulet Inorg. Chem., 1990,29,1360-1365.
84. Thanikavelu Manimaran, Tse-Chong Wu, W. Dirk Klobucar, Charles H. Kolich and G. Patric Stahly Organometallics, 1993,12, 1467-1470.
85. J. Madec, X. Pfister, P. Phansavath, V. Ratovelomanana-Vidal, J.-P. Genet Tetrahedron, 2001, 57,2563-2568.
86. D. M. Heinekeyand W. J. Oldham. Jr., Chem. Rev., 1993,93, 913.
87. G. J. Kubas Catalysis Letters, 2005,104,79.
88. A. C. Albeniz, D. M. Heinekey and R. H. Crabtree Inorg. Chem., 1991,30,3632.
89. A. Mezzetti, A. Tschumper and G. Consiglio J. Chem. Soc., Dalton Trans., 1995,49.
90. Brian R. James, A. Pacheco, S. J. Rettig, I. S. Thourburn Journal of Molecular Catalysis, 1987, 41,147-161.
91. Ajey M. Joshi, Kenneth S. MacFarlane, Brian R. James Journal of Organometallic Chemistry,1995,488, 161-167.
92. Kazushi Mashima, Takahiro Hino, Hidemasa Takaya Tetrahedron Letters, 1991, 32, 26, 31013104.
93. Robert M. Stoop and Antonio Mezzetti Organometallics, 1998,17, 668-675/
94. G. J. Kubas, R. R. Ryan, В. I. Swanson, P. J. Wasserman J. Am. Chem. Soc., 1984, 106, 451452.
95. G. J. Kubas J. Comments Inorg. Chem., 1988,7, 17-40.
96. G. J. Kubas Cat. Letters, 2005,104,79-101.
97. Francesca Maienza, Francesco Santoro, Felix Spindler, Christophe and Antonio Mezzetti Tetrahedron Asymmetry, 2002,13,1817-1824.
98. Herbert C. Brown, Shekhar V. Kulkarni and Uday S. Racherla J. Chem. Soc., 1994, 59, 365369.
99. M. Г. Виноградов, P. В. Кереселидзе, Г. Г. Гачечиладзе и Г. И. Никишин. Изв. АН, Сер. химич. 1969,322-328.
100. Ghosh, Arun К.; Swanson, Lisa J. Org. Chem, 2003,68,25,9823-9826.
101. Ahmed Kamal, Mahendra Sandbhor and Ahmad Ali Shaik Tetrahedron Asymmetry, 2003, 14, 1575-1580.
102. Mori K., Tetrahedron, 1975,31,3011.
103. Mori K., Mori H. and Sugai T. Tetrahedron, 1985,41,919.
104. Windaus, Klaenhardt Chem. Ber., 1921,54,585.
105. Mandal, Arun K.; Mahajan, S. W. Synthesis, 1991,4,311-312.
106. Utaka, Mazanori; Watabu, Hiisashi; Takeda, Akiza J. Org. Chem, 1987,52,19,4363-4368.
107. Filippi, Jean-Jacques; Fernandez, Xavier; Lizzani-Cuvelier, Lousette; Loisean, Andre-Michel
108. Tetrahedron Letters, 2002,43,35,6267-6270.
109. Watanabe, Sato Agric. Biol. Chem., 1969,33,242.
110. Kerrigan, Nessan J.; Hutchinson, Panee C.; Heighman, Torn D.; Procter, David J. Chem. Commun., 2003,12,1402-1403.
111. Anand Ramesh C.; Selvapalam, N. J. Chem. Res. Miniprint, 1998,1,126-142.
112. Barton, Patric; Page, Michael \.J. Chem. Soc., 1993,12,2317-2318.
113. Manzocchi, Adr; Casati, Rosangela; Fiecchi, Alberto; Santaniello, Enzo J. Chem. Soc., Perkin Trans., 1987,1, 2753-2758.
114. Deziel, Robert; Malenfant, Eric; Thibault, Carl Tetrahedron Letters, 1997,38,27,4753-4756.
115. Skraup, Schwamberger Justus Liebigs Ann. Chem., 1928,462, 147.
116. Sakurai et.al, Yakugaku Zasshi, 1968,88,919. Chem. Abstr., 1968,69,94792
117. E. Cariati, D. Roberto, R. Ugo and E. Lucenti. Chem. Rev., 2003,103,3401.
118. C. Gennan and U. Piarulli Chem. Rev., 2003,103,3071.
119. C. Saluzzo and M. Lemaire Adv. Synth. Catal., 2002,344,915.
120. P. Guerreiro, V. Ratovelomanana-Vidal, J.-P. Genet and P. Dellis. Tetrahedron Letters, 2001, 42, 3423.
121. D.J. Bayston, J. L. Fraser, M. Canad, R. Ashton, A. D. Baxter, M. E. C. Polywka and E. Moses J. Org. Chem., 1998,63,3137.
122. Y. Chauvin, L. Mussmann, H. Olivier, Angew. Chem., Int. Ed. Engl-. 1995,34,2698.
123. A. L. Monteiro, F. K. Zinn, R. F. de Souza and J. Dupont Tetrahedron: Asymmetry, 1997, 8, 177.
124. A. Berger, R. F. de Souza, M. R Delgado and J. Dupont Tetrahedron: Asymmetry, 2001, 12, 1825.
125. R. A. Brown, P. Pollet, E. McKoon, C. A. Eckert, C. L. Liotta and P. G. Jessop J. Am. Chem. Soc. 2001,123,1254.
126. S. Guernik, A. Wolfson, M Herskowitz, N. Greenspoon and S. Geresh Chem. Commun., 2001,2314.
127. H. L. Ngo, A. Hu and W. Lin Chem. Commun., 2003, 1912.
128. A. Wolfson, I. F. J. Vankelecom and P. A Jacobs Tetrahedron Letters, 2003,44, 1195.
129. A. S. Kucherenko, M. I. Struchkova, S. G. Zlotin Eur. J. Org. Chem., 2006, 2000.
