Синтез новых монодентатных фосфитных и амидофосфитных лигандов и их использование в асимметрическом Pd-катализируемом аллильном замещении и Rh-катализируемом гидрировании тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.08 ВАК РФ
|
Любимов, Сергей Евгеньевич
АВТОР
|
||||
|
кандидата химических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Москва
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2006
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
02.00.08
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ЭЛЕМЕНТООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ИМЕНИ А.Н. НЕСМЕЯНОВА
На правах рукописи
ЛЮБИМОВ СЕРГЕЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ
СИНТЕЗ НОВЫХ МОНОДЕНТАТНЫХ ФОСФИТНЫХ И АМИДОФОСФИТНЫХ ЛИГАНДОВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ Р(1-КАТАЛИЗИРУЕМОМ АЛЛИЛЬНОМ ЗАМЕЩЕНИИ И Ш1-КАТАЛИЗИРУЕМОМ ГИДРИРОВАНИИ
02.00.08 - Химия элементоорганических соединений 02.00.03 - Органическая химия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук
Москва-2006
Работа выполнена в лаборатории Стереохимии сорбционных процессов Института элсментоорганичсских соединений имени Л.Н. Несмеянова РАН
Научные руководители:
доктор химических наук,
профессор Даванков Вадим Александрович
доктор химических наук,
профессор Гаврилов Константин Николаевич
Официальные оппоненты:
доктор химических наук,
профессор Виноградов Максим I аврилович
кандидат химических наук,
старший научный сотрудник Лойм Николай Михайлович
Ведущая организация: Московский государственный
университет имени М.В. Ломоносова
Защита диссертации состоится "14" ноября 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета К 002,250.01 по присуждению ученой степени кандидата химических наук в Институте элементоорганических соединений имени Л.Н. Несмеянова РАН по адресу: 119991, ГСП-1, Москва, ул. Вавилова, д. 28
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИНЭОС РАН.
Автореферат разослан " ^" октября 2006 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета К 002.250.01, кандидат химических наук
гс?у£д>
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Асимметрический катализ представляет собой один из удобных подходов к синтезу оптически активных соединений, в том числе применяемых в качестве медицинских препаратов, биодобавок и гербицидов. Среди асимметрических реакций, катализируемых комплексами переходных металлов, можно особо выделить аллильное замещение, привлекательное разнообразием формируемых типов связей (С-С, С-О, С-Н С-Б), и гидрирование, отличающееся использованием молекулярного водорода как наиболее дешевого восстановителя, и, как следствие, широкими перспективами промышленного использования. Несмотря на существовавшее более 30 лет положение, что бидентатные лиганды необходимы для достижения высоких значений энантиоселективности, в последнее время все большее внимание стало уделяться монодентатным лигандам, что связано с простотой их синтеза и высокой эффективностью в асимметрических процессах. Несомненными лидерами среди монодентатных лигандов по синтетической доступности являются фосфиты и амидофосфиты, кроме того, применение этих лигандов позволило достигнуть количественных значений энантиомерного избытка (>99% ее) в Шжатализируемом гидрировании прохиральных апкенов, Си-катализируемом сопряженном присоединении, 1г-катализируемом аллилировании, Рё-катализируемом гидросилилировании-окислении, №-катализируемом гидровинилировании. Однако существует всего несколько примеров использования монодентатных лигандов фосфитного типа в Рё-катализируемом аллильном замещении.
Таким образом, представляется актуальным осуществление синтеза новых доступных монодентатных фосфитных и амидофосфитных лигандов, а также изучение их каталитического потенциала в целом ряде асимметрических реакций, таких как Рс1-катализируемое аллильное алкилирование, аминирование, сульфонилирование, а также Ш1-катапизируемое гидрирование.
Цель работы. Синтез новых эффективных хиральных монодентатных фосфитных и амидофосфитных лигандов для реакций Рё-катализируемого аллильного замещения и ЯЬ-катализируемого гидрирования.
РОС, Н щионлльниП ,
БИБЛИОТЕКА С.-Пегерйург
ОЭ гтйактЯН?)
Научная новизна и практическая ценность работы
I. Для асимметрического катализа синтезированы монодентатные лига иды трех структурных типов: 1). Новые фосфитные и амидофосфитные лиганды на основе БИНОЛ, в том числе удобно получаемые в одну стадию только на основе этого синтона (либо его аналогов) и трихлорида фосфора. 2). Новые амидофосфиты, содержащие хиральный атом фосфора и различные экзоциклические заместители. 3). Первые представители катионных хиральных монодентатных фосфитов и диамидофосфитов, содержащих фрагменты ионных жидкостей и кватернизованного аминоспирта.
II. Проведено исследование координационного поведения новых лигандов по отношению к таким предкатализаторам асимметрических реакций как [Рс1(аПу1)С1]2, Р1Ь(СОВ)2]+ВР4".
III. Новые монодентатные лиганды были успешно протестированы в Рё-катализируемом аллильном алкшшровании 1,3-дифенилпропен-2-ил ацетата диметилмалонатом (до 99% ее), в сульфонилировании яара-толуолсульфинатом натрия (до 99% ее), в аминировании пирролидином и пропиламином (до 99% ее), в амидировании диформиламидом натрия (до 86% ее), а также в реакции дерацемизации 1,3-дифенилпроп-2-енил этилкарбоната (до 96% ее). Новые монодентатные лиганды оказались также эффективным в реакции Мг-катализируемого гидрирования прохиральных метиловых эфиров ненасыщенных кислот (до 99% ее).
IV. Впервые предложено использовать ионные жидкости как среду для проведения асимметрических реакций с привлечением меташгокомплексных катализаторов на основе монодентатных фосфитов и амидофосфитов. В результате удалось достигнуть до 84% ее в реакции аминирования 1,3-дифенилпропен-2-ил ацетата ди-и-пропиламином, причем уровень асимметрической индукции сохраняется после трехкратной рециклизации катализатора.
Состав и строение полученных соединений подтверждены широким набором физико-химических методов исследования: ЯМР 'Н, 13С, 31Р, |9Р, спектроскопией, ИКС, масс-спектрометрией методами электронного удара и электрораспыления, а также элементным анализом. Энантиомерный избыток продуктов реакций определен методом ВЭЖХ-хроматографии на хиральных стационарных фазах.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на 4 международных конференциях: 1). International conference dedicated to 50th anniversary of A.N. Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, "Modem Trends in organoelement and polymer chemistry, Moscow, 2004.2). 16th International Symposium on Chirality, New-York, USA, 2004.3). 17th International Symposium on Chirality, 200S, Parma, Italy. 4). Международная конференция по органической химии "Органическая химия от Бутлерова и Бейлыптейна до современности", Санкт-Петербург, Россия, 2006.
Публикации. Основное содержание работы изложено в 7 статьях и 4 тезисах докладов на конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы из 176 наименований. Работа изложена на 122 страницах.
Основное содержание работы. I. Монодентатиые лиганды фосфатного типа на основе БИНОЛ.
1.1. Лиганды с ахиральными экзоциклнческнми заместителями.
Несмотря на высокую эффективность монодентатных фосфитов и амидофосфитов на основе БИНОЛ, содержащих дополнительные стереоцентры, лиганды с исключительно аксиальной хиральностью более привлекательны из-за простоты их синтеза и доступности исходных компонентов. Одностадийным фосфорилированием ахиральных спиртов и аминов нами была синтезирована серия новых монодентатных фосфитов и амидофосфитов (схема 1).
Х=
0-<СРз а Г\
CF3 ^
Х> n 0 х/ ^
Схема 1.
Фосфиты 1 а,Ь и амидофосфиты 1 были протестированы в реакции Pd-катализируемого аллильного алкилирования 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата диметилмалонатом в среде ТГФ (схема 2).
+ СНв1СА°®с Ме02С_С02Ме
cat*, 48 ч Ph^-T-Ph Схема 2.
опыт катализатор соотношение Рё/Ь конверсия, % ее, %
1 [Рй(а11у1)С1]2/1а 1/1 7 32(5)
2 [Рс1(а11у1)С1]2/1а 2/1 6 33(5)
5 [РсЗ(а11у1)С1]2/1Ь 1/1 12 9 (Л)
6 [Ра(а11у1)С1]2/1Ь 2/1 15 8 (Л)
9 [Р(1(а11у1)С1]2/1с 1/1 20 60 (Л)
10 [Рё(а11у1)С1]2/1с 2/1 18 54 (Ю
13 [Рё(а11у1)С1]2/1<1 1/1 75 86 (Л)
14 [Ра(а11у1)С1]2/1(1 2/1 68 83 (Л)
Таблица 1.
В результате было установлено, что фосфитные лиганды 1 а,Ь, независимо от соотношения Ь/Р<1, дают низкую конверсию (до 15%) и оптические выходы (не более 33% ее). Амидофосфиты 1 с,с! оказались более эффективными (до 86% ее и 75% конверсии). В целях внесения возможности оптимизации полученных результатов для лигандов 1а и были синтезированы катионные тетрафторборатные комплексы Рс1(П) (2а,ё» схема 3).
«-
.01 х</
+ 4L,2AgBF4 -2 AgCl
-Рб
/
Схема 3,
Применение их в качестве катализаторов аллильного алкилирования 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата диметилмалонатом позволило увеличить химический и оптический выходы продукта реакции в случае 2с1 (Ь = 1(1) (90% ее, 99% конверсии). Однако комплекс 2а с акцепторным фосфитным лигандом 1а оказался не эффективным (8% конверсии).
Лиганды 1а-(1, а также комплекс 2й были протестированы в реакции сульфонилирования 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата га/ю-толуолсульфинатом натрия (схема 4, таблица 2).
ОАс + ЫаЭОгр-То!
са{* 48 ч
Схема 4.
опыт катализатор соотношение конверсия, ее, %
1 [Ра(а11у1)С1]2/1а 1/1 0 0
2 рМ(аПу1)С1]2/1а 2/1 0 0
3 рМ(а11у1)С1]2/1Ь 1/1 21 72(5)
4 [Р(1(а11у1)С1]2/1Ь 2/1 21 70(5)
5 [Рс1(а11у1)С1]2/1с 1/1 35 46 (Л)
6 [Ра(а11у1)С1]2/1с 2/1 0 0
7 СР<Ка11у1)С1]2/1а 1/1 70 75(2?)
8 [РсЗ(а11у1)С1]2/1(1 2/1 18 71 (Л)
9 2d 2/1 67 72(5)
Таблица 2.
И в данной реакции наиболее эффективным оказался амидофосфит 1(1 (75% ее) при соотношении Ь/Рй =1/1.
Нами также было исследовано применение палладиевых комплексов монодентатных фосфитных и амидофосфитных производных БИНОЛ в качестве катализаторов аллильного аминирования 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата ди-н-пропиламином (схема 5).
ОАс н-РггИН, са!
"РИ
48 ч Схема 5.
Помимо обычных органических растворителей в качестве реакционной среды была также использована ионная жидкость (1-бутил-2,3-диметилимидазолий тетрафторборат = [Ьйгтт]ВР4). Хотя Рё-катализируемый синтез близкого по структуре продукта, рацемического 1-((£)-1,3-дифенилаллил)пирролидина из 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата, протекающий в ИЖ, был описан еще в 1999 году, до настоящего момента не был известен асимметрический вариант этой реакции в среде ИЖ. Также отсутствовали и примеры использования катализаторов на основе хиральных фосфитов и амидофосфитов в процессах с участием ИЖ в качестве растворителя. Для проведения каталитических экспериментов в среде ИЖ нами были выбраны как готовые катионные комплексы Р<1 (2а,ф, так и нейтральные (За,с1), полученные согласно схеме б на основе акцепторного фосфитного лиганда 1а и амидофосфитного 1й.
-»
+ 2Ь
4
-РсГ
/
X,
С1
Схема б.
опыт комплекс среда цикл конверсия, % ее, %*
1 За ТГФ 1 12 6Ц-)
2 За [Ь<1п1Ш]ВР4 1 59 Щ-)
3 3(1 ТГФ 1 30 51(-)
4 3(1 [Ьб1шт]ВР4 1 96 58(-)
5 за [Ьс11гит]Вр4 2 65 58(-)
6 3(1 [Ъс11шт]ВР4 3 30 58(-)
7 2а ТГФ 1 28 50(-)
8 2а [ЬсЗт1т]ВР4 1 56 7(+)
9 2й ТГФ 1 48 56(-)
10 2й [Ьё1шт]ВР4 1 97 50 (-)
И 2(1 [Ьд1тт]ВР4 2 40 5И-)
12 2(1 [ЬсЗгшт]ВР4 3 10 510
* в скобках указан знак удельного вращения продукта реакции.
Таблица 3.
При проведении реакции в ТГФ металлокомплексы 2а,(1 и За,(1 продемонстрировали близкую энантиосективность (50-60% ее). При использовании ИЖ палладиевые комплексы на основе амидофосфитного лиганда 1(1 обеспечивают примерно такую же энантиоселективность, как и в ТГФ, причем, как правило, при существенно большей конверсии (в первом цикле). Необходимо отметить, что ИЖ позволяет использовать каталитическую систему многократно. При этом уровень асимметрической индукции сохраняется для трех последовательных циклов, хотя конверсия существенно снижается, что связано либо с частичным вымыванием комплекса из ИЖ в ходе экстракции продукта каталитической реакции, либо с окислением катализатора.
При тестировании лигандов 1а,(1 в ИЬ-катализируемом гидрировании диметилитаконата (4, схема 7) нами были отмечены те же тенденции, что и в Р<3-катализируемом аллильном замещении. Амидофосфит 1(1 предоставляет большую конверсию (48%) и энантиоселективность (76% ее (5)) по сравнению с акцепторным фосфитом 1а (26% конверсии, 56% ее (¿)).
^'У'^СОгМе +Н2 (1 им), сеЛ*. 20ч С02Ме 4 са{- _ [щс00)2увр-4121 С02Ме
Схема 7.
С02Ме
Г. 2. Фосфиты с ахнральными ионными экзоциклнческшш заместителями.
Синтез и каталитическое использование ахиральных ионных фосфитов хорошо известны, в то время как тестирование ионных хиральных фосфитов до настоящей времени не проводилось, а это представляется достаточно интересным, поскольку, оптически активные катионные фосфины и фосфиниты хорошо зарекомендовали себя в асимметрическом катализе. Исходя из этого, были получены катионные фосфиты 5,6 (схема 8), содержащие как фрагмент кватернизованного аминоспирта, так и ионной жидкости.
+ но с7н15
СН2С12, EtзN
■ НЫЕ^С!
С7Н15
Схема 8.
В отличие от традиционного синтетического подхода к получению ионных фосфитов, заключающегося в кватернизации Р.М-бидентатных соединений, новые лиганды были синтезированы прямым фосфорилированием соответствующих гидроксилсодержащих ионных субстратов. Катионные фосфиты 5,6 проявили себя как типичные монодентатные лиганды по отношению к [Ю1(ССЮ)2]ВР4 и [Рс1(а11у1)С1]2 (схема 9).
-,3+
2(—ра:
5,6 а
Ч+вя,-
+ 21
-р<с,>-
¡Ж А У № ,
ТГ
+ 41,2 АдВР4 - 2 АдС| ' :
Вр4 +21 -СО Э 1 = 5,6
Т Ч
5,6 Ь
п^ л!
У ^ (ВР4') з 1
5,6 с
Схема 9.
Фосфиты 5,6 и родиевые комплексы 5,6с на их основе были первоначально протестированы в асимметрическом гидрировании прохиральных метиловых эфиров ненасыщенных кислот (схема 10, таблица 4): диметилитаконата (4) и (2^-метил-2-ацетамидо-3-фенилакрилата (7).
+ н2 (5 атм), саЛ 20ч
С02Ме 4
Р,Ч
| + Н2 (5 атм), саГ, 20ч
АсНИ С02Ме 7
С02Ме
АсНМ^С02Ме
Схема 10.
опыт субстрат катализатор растворитель конверсия, % ее, %
1 4 [ЩСОБ^ВР^ СН2С12 80 89(5)
2 4 5с СН2С12 98 92(5)
3 4 [ЩСОБ^ВР^б СН2С12 100 94(5)
4 4 бс СН2С12 100 94(5)
5 7 [И1(<ХШ)2]ВР4/5 СН2С12 99 97 (Л)
6 7 5с СН2С12 100 99 (Л)
7 7 [ЩСШ)2]ВР4/6 СН2С12 100 96 (Л)
Таблица 4.
Для всех каталитических систем наблюдается высокая энантиоселективность (до 99% ее) и, в большинстве случаев, количественная конверсия.
Ионные лиганды 5,6 и палладиевый комплекс 6Ь были использованы в реакции Рё-катализируемого аллильного сульфонилирования 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата пара-толуолсульфинатом натрия (схема 4, таблица 5), при этом был достигнут 99% оптический выход, Лиганд 5 с алкилимидазолиевой группой, тем не менее, оказался нерезультативным.
опыт катализатор 1ЛМ растворитель конверсия, ее, %
1 [Рс1(аИу1)С1]2/5 1/1 ТГФ 0 0
2 [Р<1(а11у1)С1]2/5 2/1 ТГФ 0 0
3 [РфПуОСЛуб 1/1 ТГФ 31 83 (Л)
4 [Р<3(а11у1)С1]2/6 2/1 ТГФ 31 81 (Я)
5 6Ь 2/1 ТГФ 73 99 (Я)
Таблица 5.
1.3. Моиодентатные лиганды на основе БИНОЛ с дополнительными элементами хиралыюсти.
Одностадийным фосфорилированием монометшшрованого (5)-БИНОЛ (8), были получены (Я,5) и (5,5) диастереомерные лиганды 9 и 10 (схема 11).
На основе фосфитов 9,10 были синтезированы катионные тетрафторборатные комплексы Рй(П) 9а и 10а (схема 3) для дальнейшего использования в реакциях аллильного замещения. Применение лигандов в аллильном алкилировании 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата диметилмалонатом (схема 2, таблица б) показало, что в случае соотношения Ь/Рй = 1/1 5,5-диастереомер (10) обеспечивает большую энантиоселективность (67% ее) по сравнению с Д,5-изомером (9). Та же тенденция наблюдается и при соотношении Ь/Рй = 2/1 (61 и 30% ее соответственно). Использование тетрафторборатных комплексов 9,10 а привело к одинаковому энантиомерному избытку продукта реакции (56% ее), но при различной конверсии (71 и 59%). Тестирование более эффективного из этих комплексов (9а) в ТГФ позволило увеличить энантиоселективность до 72% ее, однако, с частичной потерей активности катализатора.
опыт катализатор L/Pd растворитель конверсия, % ее, %
1 [Pd(allyl)Cl]2/10 1/1 СНгС12 53 67(5)
2 [Pd(allyl)Cl]2/10 2/1 СН2С12 32 61(5)
3 10а 2/1 СН2С12 59 56(5)
4 [Pd(allyl)Cl]2/9 1/1 СН2С12 40 52(5)
5 [Pd(allyl)Cl]2/9 2/1 СН2С12 60 30(5)
6 9а 2/1 СН2С12 71 56 (S)
7 9а 2/1 ТГФ 38 72(5)
Таблица б,
В реакции аминирования 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата ди-н-пропиламином (схема 5, таблица 7) при использовании катализаторов, приготовленных in situ (опыты 1,2,4,5), напротив, R,S- диастереомер (9) более эффективен (до 74% ее), тогда как 5,5-изомер (10) привел к практически рацемическому продукту.
опыт катализатор ЫРй растворитель конверсия, % ее, %
1 [Рс1(а11у1)С1]2/(10) 1/1 СН2С12 26 4(-)
2 [Р<1(а11у1)С1]2/(10) 2/1 СН2С12 21 2 (-)
3 10а 2/1 СН2С12 100 44(-)
4 [Р<1(а11у1)С1]2/(9) 1/1 СН2С12 40 50(+)
5 [Рс1(а11у1)С1]2/(9) 2/1 СН2С12 39 74(+)
6 9а 2/1 СН2С12 100 6(+)
Таблица 7.
В целях оптимизации синтеза и результативности подобных соединений нами был
предложен новый подход к получению монодентатных фосфитов (13,14а, 14Ь) на основе только БИНОЛ И и его аналогов (Н8-БИНОЛ (12а) и Вг2-Н8-БИНОЛ (12Ь)), путем их прямого фосфорилирования при мольном соотношении бинафтолов к трихлориду фосфора 2/1 (схема 12).
Схема 12.
Отметим, что такой способ получения именно одностадиен, так как не требует первоначального синтеза такого интермедиата, как хлорфосфит. Узкая полоса колебаний v(OH) для соединений 13,14а,Ь в хлороформе, а также отсутствие смещения Ду(ОН) в широких пределах концентраций в ССЦ говорят о наличии внутримолекулярной водородной связи.
Наличие гидроксильной группы в данных структурах позволяет осуществлять достаточно простые модификации, в том числе для увеличения стерического фактора лиганда. Так, для 13 при комнатной температуре, в одну стадию, было получено
триметилсшшльное производное 15 при бис(триметилсшшл)ацетамидом (BSA, схема 13).
bsa, снс|3
взаимодеиствии
N,0-
Схема 13.
Нами также был синтезирован лиганд 16 на основе (5,5)-гидробензоина (схема 14).
Схема 14.
В данном случае наблюдается исключительно фосфорановая структура, в отличие от лигандов 13,14а,Ъ, что подтверждено как ЯМР 31Р, так и ИК спектроскопией.
Для фосфитов 13,14а были синтезированы катионные палладиевые комплексы 17 (L= 13) и 17а (L= 14а) согласно схеме 3 для использования в процессах аллилыюго замещения. В реакции аллильного алкилирования 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата (схема 2) арилфосфит 15, обладающий объемной триметилсилильной группой, как и ожидалось, обеспечил великолепный энантиомерный избыток 97% ее (таблица 8, опыт 10).
ОПЫТ катализатор L*/Pd растворитель конверсия,% ее,%
1 [Pd(allyl)Cl]2/13 1/1 CH2C12 89 95 (R)
2 [Pd(allyl)Clb/13 2/1 CH2C12 93 78 (R)
3 17 2/1 CH2C12 99 86 (R)
4 [Pd(allyl)Cl]2/14a 1/1 CH2C12 68 71 (R)
5 [Pd(allyl)ClJ2/14a 2/1 CH2C12 69 52 (R)
6 17a 2/1 ТГФ 50 90 (R)
7 17a 2/1 CH2C12 85 81ÍR)
8 [Pd(alIyl)Cl]2/14b 1/1 CH2CI2 5 48 (R)
9 [Pd(allyl)Cl]2/14b 2/1 CH2C12 14 63 (R)
10 [Pd(allyl)Ciyi5 1/1 CH2C12 50 97 (R)
11 [Pd(allyl)Cl]2/15 2/1 CH2C12 30 65 (R)
12 [Pd(allyl)Cl]2/16 1/1 CH2C12 76 43 (S)
13 [Pd(allyl)Cl]2/16 2/1 CH2C12 50 54 (55
Таблица 8.
И
Лигавд 13 обеспечил близкую энантиоселективность (до 95% ее), но с более высокой конверсией по сравнению с его кремнийсодержащим аналогом 15 (таблица 8, опыты 1 и 10). Несмотря на то, что при помощи фосфорана 16 удалось получить невысокий энантиомерный избыток в этой реакции (до 54% ее), это все равно лучший результат, достигнутый для Р<3-катализируемого аллильного замещения с использованием гидроспирофосфорановых структур.
В аллильном аминировании 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата пирролидином (схема 15), лиганды 13 и 14а оказались менее результативными, по сравнению аллильным алкилированием (до 61% и 51% ее, соответственно), причем объемные арилфосфиты 14Ъ и 15 и фосфоран 16 показали низкую энантиоселективность (до 45% ее).
ОАс ™
О
саР 48 ч РЬ РЬ
Схема 15.
Нейтральный 17 (получен согласно схеме 6) и катионный 18 (получен согласно схеме 3) комплексы Р<1 на основе 13 были протестированы и в аминировании 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата ди-н-пропиламином (схема 5, таблица 9) как в среде молекулярных растворителей (СН2С12,ТГФ), так и в среде ионной жидкости ([Ьёгтт]ВР4).
опыт комплекс среда цикл конверсия, % ее, %
1 17 ТГФ 1 50 3(+)
2 17 СН2С12 1 90 60(-)
3 17 [Ь(31шт]ВР4 1 99 60(-)
4 17 [Ь4тт]ВР4 2 92 61(-)
5 17 [Ьс1гтт]ВР4 3 59 62 (г)
6 18 ТГФ 1 60 51(-)
7 18 СН2С12 1 90 65(-)
8 18 [Ьс1тта]ВР4 1 75 51(-)
9 18 [Ьс1гтт]Вр4 2 45 52(-)
10 18 [Ь<1пит]ВР4 3 15 52 (-)
Таблица 9.
При использовании комплексов 17, 18 ТГФ является худшим растворителем,
обеспечивая как меньшую конверсшо, так и меньшую энантиоселективность, причем в
случае 17 наблюдается обращение конфигурации продукта. Использование ИЖ в
качестве растворителя по первому циклу способствовало достижению практически
12
полной конверсии (99%) и энантиоселективности сравнимой с полученной в СН2С12. Кроме того, дало возможность использовать катализатор повторно с незначительным снижением конверсии (до 92%) и близкой к первому циклу энантиоселективностью (таблица 9, опыты 3,4).
Лиганд 13 был протестирован в Pd-катализируемом ашшльном амидировании 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата диформиламидом натрия (схема 16), открывая доступ к хиральным первичным аминам. При соотношении L/Pd=l/1 оптический вход составил 86% ее с 47% конверсией.
ОАс NaN(CHO)2 4Ph cat*
Схема 16.
II, Р-Хиральные монодентатные ди- и триамидофосфиты. II.1. Лиганды с ахиральнымн экзоциклическими заместителями.
Исходя из литературных данных в области асимметрического катализа, можно
предположить, что перспективной будет являться группа монодентатных лигандов,
обладающих Р-хиральным атомом фосфора. В этой связи был проведен синтез Р*-
амидофосфитов (19 a-i, схема 17) из доступных спиртов и аминов при взаимодействии с
(2/?,55)-1,3-диаза-2-хлоро-3-фенил-2-фосфобицикло[3.3.0]октаном:
7 R= (а) о-Ме (f) O-adamantyl
о
6 /{у (Ь) O-1-Pr (g) o-phenyl
V/Cl + HR,NEt3,C6He сНР (С) 0-CH(CF3)2 (h) NEt2
Г\Р + HR, NEt3, С6Нв 5 Г\ f
\ /Р* -- С 2 > <53 (d) O-t-Bu
N -HNEt3CI 4XN<
Pti Ph' 3 № О
19
Схема 17.
Данные ЯМР 31Р показали, что лиганды 19а-с и 19Ь представлены единственным стереоизомером, в то время как 19 й-ц и 191 содержат от 2 до 26% второго Р*-эпимера. Во всех случаях основной стереоизомер имеет псевдоэкваториальную ориентацию экзоциклического заместителя (Я) при атоме фосфора, то есть имеет (^-конфигурацию хирального фосфорного центра, как следует из величин КССВ 2Л8,р в ЯМР|3С спектрах лигандов.
Тестирование лигандов 19а-1 и их катионных тетрафторборатных комплексов 20а,й (схема 18) в Р(1-катализируемом сульР.ог ялированик 1,3-дифенилпропен-2-ил ацетата иора-толуолсульфинатом натрия (схема 4, таблица 10) показало, что наиболее результативными, с точки зрения энантиоселективности, оказались системы на основе объемных диамвдофосфитов 196 и 19£
<КН>
Ь=19 а,<1-Ь 20 а,(1-11
Схема 18.
опыт катализатор Ь*/Р(1 конверсия, % ее, %
1 [Р<3(а11у1)С1]2/19а 1/1 17 83(5)
2 [Рс1(а11у1)С1]2/19а 2/1 16 81(5)
3 20а 2/1 98 64(5)
4 [Р<3(а11у1)С1]2/19Ь 1/1 72 84(5)
5 [РсЗ(а11у1)С1]2/19Ь 2/1 80 80(5)
6 [Рё(а11у1)С1]2/19с 1/1 28 13(5)
7 [Рй(а11у1)С1У19с 2/1 30 44(5)
8 [Рс1(а11у1)С1]2/19{1 1/1 32 94(5)
9 2оа 1/1 44 97(5)
10 [Рс1(а11у1)С1]2/19е 1/1 83 79(5)
11 [Рс1(а11у1)С1]2/19е 2/1 97 86(8)
12 20е 2/1 20 85(Б)
13 [Рс1(а11у1)С1]2/19Г 1/1 27 83(8)
14 20( 2/1 53 90(й)
15 [Р<1(аПу1)С1]2/198 1/1 27 76(5)
16 [Ра(а11у1)С1У19е 2/1 92 78(8)
17 20ё 2/1 27 73(8)
18 [Ра(а11у1)С1]2/1911 1/1 16 15(Б)
19 [Рё(а11у1)С1]2/19Ь 2/1 16 13(8)
20 [Р(3(а11у1)С1]2/191 1/1 17 61(8)
21 [Рс1(а11у1)С1]2/Ш 2/1 18 59(8)
Таблица 10.
Реакция аллильного алкилирования диметилмалонатом (схема 2, таблица 11) предъявила иные требования к стерическому фактору лигандов.
опыт катализатор Ь*/Рё конверсия, % ее, %
1 [Рё(а11у1)С1]2/19а 2/1 98 97(5)
2 [Р<1(а11у1)С1]2/19Ь 2/1 16 70(5)
3 [Рс1(а11у1)С1]2/19с 2/1 29 55(Д)
4 [Р<3(а11у1)С1]2/19«1 2/1 35 82(5)
5 [Р<1(а11у1)С1]2/19е 2/1 62 78(5)
6 [Р<1(а11у1)С1]2/19Г 2/1 28 86(5)
7 [Рё(а11у1)С1]2/19ё 2/1 82 78(5)
8 [Р<аСа11у1)С1]2/19Ь 2/1 20 62 (Л)
9 [Р<3(а11у1)С1]г/191 2/1 1 31(5)
Таблица И.
В данном случае наиболее эффективным является 19а, обладающий наименьшим экзоциклическим заместителем (таблица 11).
Лиганды 19а,(1,Г, наряду с их катионными 20а,(3,Г и нейтральными комплексами 21 а,(1,С (получены согласно схеме 6), были использованы в качестве катализаторов реакции аллильного аминирования 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата ди-и-пропиламином в среде молекулярных растворителей (СН2С12 или ТГФ, схема 5, таблица 12) и ионной жидкости ([Ь(Зтт]ВР4, таблица 13).
опыт катализатор растворитель конверсия, % ее, %*
1 [Р<3(а11у1)С1]2/19а ТГФ 100 13(+)
2 [Рё(а11у1)С1]г/19а а СН2С12 100 19(+)
3 20а ТГФ 100 1(+)
4 20а СН2С12 100 2(+)
5 21а ТГФ 99 37 (+)
6 21а СН2С12 100 . 50 (+)
7 [Рс1(а11у1)С1]2/19<1 ТГФ 100 90(+)
8 [Рс1(а11у1)С1]2/19(1 СН2С12 100 78(+)
9 20(1 ТГФ 100 29(+)
10 20<1 СН2С12 100 11(+)
11 21а ТГФ 99 65 (+)
12 21(1 СН2С12 100 71(+)
13 [РфНуОСЧЬ/Ш ТГФ 99 77(+)
14 [Рё(а11у1)С1]2/Ш СН2С12 100 74(+)
15 20Г ТГФ 97 74(+)
16 20Г СН2С12 99 25(+)
17 2И ТГФ 98 81(+)
18 ги СН2С12 100 75(+)
* в скобках указан знак удельного вращения продукта реакции.
Таблица 12.
Применение данных каталитических систем в случае молекулярных растворителей показало высокую конверсию, а максиль льный оптический выход был получен на лиганде 19d (90% ее) при постановке каталитического эксперимента in situ. В ИЖ удалось достигнуть до 84% ее при использовании 20f, однако энантиомерный избыток снижается в последующем цикле вместе с конверсией (таблица 13).
опыт цикл катализатор конверсия ее, %
1 1 20а roo 3(+)
2 1 20d 100 77(+)
3 2 20d 71 7 5(+)
4 3 20d 45 76(+)
5 1 20f 100 84(+)
6 2 20f 10 68(+)
Таблица 13.
II. 2. Днамндофосфиты с ионными ахиральными экзоциклическими заместителями.
Одностадийным фосфоршшрованием соответствующих ионных жидкостей и кватернизованного аминоспирта была получена новая эффективная группа лигандов (2224) для Pd-кaтaлизиpyeмoгo аллильного замещения (схема 19). + ^
CH2CI2.Et3N ^ BF4" 22: R =CH3
сел
-HNEt3CI \jJ Ш
23: R =C7H15
"CI \ + но—N£HBfV
ОУ
CH2CI2,Et3N ( \ УРЬ , BF4" 24
-HNEt3CI '''o
C7H15
Схема 19.
С ионными диамидофосфитами 22-24 бьши синтезированьшы комплексы Р<1(11) как с соотношением ЦРй =1/1 (22а-24а), так и 2/1 (22Ь-24Ь, схема 20) для тестирования в реакции Pd-кaтaлизиpyeмoгo аллильного замещения.
/ +21 / /Ск \ + 4 2 АдВР4 / /П3+
22а 22Ь
23а ?ЗЬ
24а 24Ь
Схема 20.
В аплильном алкилировании 1,3-Дифенилпроп-2-енил ацетата диметилмалонатом (схема 2, таблица 14) лучшая энантиоселективность (93% ее) наблюдалась в случае использования лиганда 22.
опыт катализатор Ь*/Р(1 растворитель конверсия, % ее, %
1 22а 1/1 СН2С12 60 90(5)
2 22Ь 2/1 СН2С12 66 45(5)
3 [Рй(а11у1)С1]2/22 2/1 СН2С12 89 93(5)
4 23а 1/1 СН2С12 0 0
5 23Ь 2/1 СН2С12 78 84(5)
6 [Рё(а11у1)С1]г/23 2/1 СН2С12 82 74(5)
7 24а 1/1 СН2С12 65 20(5)
8 24Ъ 2/1 СН2С12 70 90(5)
9 [РсЗ(а11у1)С1]2/24 2/1 СН2С12 85 89(5)
Таблица 14.
В аминировании 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата пирролидином (схема 11, таблица 15) максимальный оптический выход составил 93% ее с участием комплекса 23а (Ь=23).
опыт катализатор Ь*/Р<1 растворитель конверсия, % ее, %
1 22а 1/1 ТГФ 83 75 (Л)
2 22Ь 2/1 ТГФ 90 70 (Л)
3 [Рс1(а11у1)С1]2/22 2/1 ТГФ 95 90 (Л)
4 23а 1/1 ТГФ 45 93 (К)
5 23Ь 2/1 ТГФ 100 77 (Л)
6 рМ(а11у1)С1]2/23 2/1 ТГФ 62 85 (Л)
7 24а 1/1 ТГФ 70 80 (Д)
8 24Ь 2/1 ТГФ 70 77 (Я)
9 [Рф11у1)С1]г/24 2/1 ТГФ 70 90 (Л)
Таблица 15.
Простая замена нуклеофила на ди-и-пропиламин в реакции аминирования 1,3-дифенилпропен-2-ил ацетата (схема 5, таблица 16) позволила добиться уже 99%
17
энантиоселективностн при использовании тетрафторборатного комплекса 24Ь, что является лучшим на сегодняшний день рч ..учьтатом для данной реакции как среди моно-, так и бидентатных лигандов. Наиболее эффективный комплекс 24Ь был протестирован в этой реакции в среде ионной жидкости (1-бутил-З-метилимидазолий тетрафторборат, [Ьггц'ш]Вр4), при этом количественная конверсия наблюдается уже спустя 12 часов (в первом цикле), однако заметно снижается энантиоселективность процесса (до 73% ее) ее по сравнению с ТГФ. Кроме того, активность катализатора заметно падает при его
повторном использовании.
опыт катализатор Ь*/Р<1 растворитель конверсия, % ее, %
1 22а 1/1 ТГФ 94 82(+)
2 22Ь 2/1 ТГФ 70 15(+)
3 [РфНу1)СГЬ/22 2/1 ТГФ 100 90(+)
4 23а 1/1 ТГФ 98 94(+)
5 23Ь 2/1 ТГФ 98 61(+)
6 (Ма11у1)С1]2/23 2/1 ТГФ 100 97(+)
7 24а 1/1 ТГФ 70 93(+)
8 24Ь 2/1 ТГФ 95 99(+)
9 24Ь 2/1 [Ьгтт]ВЕ( 100 73(+)
10 24Ь 2/1 [Ьш1ш]ВР4 35 74(+)
11 [Рс1(а11у1)С1]2/24 2/1 ТГФ 40 77(+)
Таблица 16.
Применение лигандов 22-24 и комплексов на их основе в реакции сульфонилирования 1,3-дифенилашшлацетата шра-толуолсульфинатом натрия (схема 4)
также привело к получению высокой энантиоселективностн (до 97% ее, 72% конверсии в случае 23а).
II. 3. Диамидофосфитные лиганды с хиральными экзоциклическими заместителями на основе БИНОЛ.
С целью синтеза лиганда, способного приводить к высоким значениям энантиомерного избытка в целом ряде асимметрических процессов, нами было предложено совместить высокую каталитическую активность монодетатных лигандов фосфитного типа на основе БИНОЛ и амидофосфитов, обладающих (211,58)-3-фенил-1,3-диаза-2-фосфобицшаю[3.3.0]октановым фосфорным центром.
Новые лиганды 25 и 26 были получены одностадийным фосфорилированием (5)- и (Д)-1-(2-метоксинафталин-1-ил)нафталин-2-ола (8) (Схема 21). Несмотря на то, что в Р*-лигандах непосредственно после синтеза, согласно ЯМР 31Р, содержалось небольшое количество эпимера с (^-конфигурацией фосфорного центра, а это 3% (5 = 125.7 (97%) и 118.4) для 25 и 6% для 26 (5 = 128.9 (94%) и 119.6), простое переосаждение из смеси гексана и хлороформа (95/5) позволило получить стереоиндивидуальные диамидофосфиты 25 и 26.
Взаимодействие диамидофосфитов 25 и 26 с [Pd(al 1у 1)01]г (в присутствии AgBF4) и [Rh(COD)2]BF4 привело к получению катионных комплексов Pd(II) и Rh(I) (Схема 22).
fP<ci>d_y_±^i2/_Pd/L Гврг
25а, 26а
г^АГ4" +2L ■ гр4^^"
\£j ■C0D I У" 'L L = 25,26 25b, 26b Схема 22.
В аплильном сульфонилировании с привлечением NaSO^Tol в качестве S-нуклеофила диамидофосфит 25 продемонстрировал отличную активность (95%) и энантиоселективность 99% ее (схема 4, таблица 17). Интересно, что диастереомерный лиганд 26 формирует продукт с противоположной абсолютной конфигурацией и более низкой энантиоселективностью. Скорее всего, в данном случае оказала влияние неподходящая комбинация (2Л,55)-фосфоцентра и фрагмента (£)-Ме-БИНОЛ.
опыт катализатсю ь/ра паствошггель конвепсия ее. %
1 [Р<1(а11у1)С1]2/25 1/1 ТГФ 95 99 (К)
2 [Р<1(а11у1)С1]2/25 2/1 ТГФ 91 95 (Л)
3 25а 2/1 ТГФ 95 92 (Я)
4 [Р<3(а11у1)С1]2/2б 1/1 ТГФ 71 65(5)
5 [Р<1(а11у1)С1]2/26 2/1 ТГФ 63 73(5)
б 26а 2/1 ТГФ 90 86(5)
Таблица 17.
Использование С-нуклеофила (диметалмалонат) позволило также получить 99% энантиоселективность с высокой конверсией (схема 2, таблица 18). Надо отметить, что используемый растворитель (ТГФ или хлористый метилен) оказывает влияние на
абсолютную конфигурацию продукта реакции (опыты 1-4).
опыт катал изатоо Т.ЛМ оаствопитель конвепсия. % ее. %
1 [Р<1(а11у1)С1]2/25 1/1 ТГФ 71 99 (Л)
2 [Р(3(а11у1)С1]2/25 1/1 СН2С12 76 85(5)
3 [РсЗ(а11у1)С1]2/25 2/1 ТГФ 66 95 (К)
4 [Рс1(а11у1)С1]2/25 2/1 СН2С12 76 91(5)
5 25а 2/1 ТГФ 77 84(5)
6 25а 2/1 СН2С12 99 98(5)
7 [Р<1(а11у1)С1]2/26 1/1 ТГФ 75 94 (Я)
8 [Рс1(а11у1)С1]2/2б 1/1 СН2С12 49 15 (Л)
9 [Р<1(а11у1)С1]2/2б 2/1 ТГФ 77 95 (Л)
10 [Р(3(а11у1)С1]2/26 2/1 СН2С12 54 13 (Л)
11 26а 2/1 ТГФ 79 94(5)
12 2ба 2/1 СН2С12 97 91(8)
Таблица 18.
В реакции аминирования 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата пирролидином был
достигнут 97% энантиомерный избыток с полной конверсией исходного субстрата (схема 11, таблица 19), причем стереохимия продукта определяется, в данном случае,
исключительно амидофосфитным центром лигандов.
опыт катализатоп ТУРИ паствопитель конвепсия. % ее. %
1 [Рс1(а11у1)С1]2/25 1/1 ТГФ 81 94 (Л)
2 [Рй(а11у1)С1]2/25 2/1 ТГФ 100 97 (Л)
3 25а 2/1 ТГФ 94 83 (Л)
4 [Р<3(а11у1)С1]2/26 1/1 ТГФ 95 57 (Л)
5 [Рс1(а11у1)С1]2/26 2/1 ТГФ 97 35 (Л)
6 26а 2/1 ТГФ 48 71 (Л)
Таблица 19.
В родственной реакции аминирования 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата ди-к-пропиламином (схема 5, таблица 20), уже лиганд 26 предоставляет несколько больший оптический выход (95% ее), хотя и на 25 также достигнут высокий уровень энантиоселективности (92% ее).
опыт катализатор L/Pd растворитель конверсия, % ее, %
1 [Pd(allyl)Cl]2/25 1/1 ТГФ 65 37(+)
3 [Pd(aIlyl)Ci]2/25 2/1 ТГФ 100 51(+)
5 25а 2/1 ТГФ 68 92(+)
7 [Pd(allyl)Cl]z/26 1/1 ТГФ 95 95(+)
9 [Pd(allyl)Cl]2/26 2/1 ТГФ 65 93(+)
11 26а 2/1 ТГФ 64 74(+)
Таблица 20.
Показав высокую эффективность лигандов 25 и 26 с участием 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата как субстрата, мы решили протестировать их и в реакции дерацемизации 1,3-дифенилпроп-2-енил этилкарбоната (схема 23), приводящей к получению оптически чистого 1,3-дифенилпроп-2-ен-1 -ола.
О
о^о-^ + NaHC03) Т <Bu)4NHS04, cat
Схема 23.
Данный процесс обычно проводится в смеси СН2С12/Н20 (9:1), однако нами были использованы безводные условия с формированием соли (Ви)4>ШСОз in situ в органической среде. Этот подход исключает агрессивную среду, которой является вода, что важно при использовании достаточно чувствительных к гидролизу фосфорорганических соединений. В этой реакции Р*-хиральные диамидофосфиты 25 и 26 продемонстрировали также высокую активность (97-98%, таблица 21) и энантиоселективность (95 и 96% ее) при соотношении L/Pd = 2/1.
опыт катализатор L/Pd конверсия, % ее, %
1 [Pd(allyl)Cl]2/25 1/1 77 46(7?)
2 [Pd(allyl)Cl]2/25 2/1 97 96 (R)
3 [Pd(allyl)Cl]2/26 1/1 30 20 (R)
4 [Pd(alIyl)Cl]2/26 2/1 97 94 (R)
5 26a 2/1 98 95 (R)
Таблица 21.
Тестирование кагионных родиевых комплексов 25Ь, 2 6Ь на основе диамидофосфитных лигандов 25 и 26 гядрировании диметшштаконата (схема 7) привело к высокому уровню энантиоселекгавности (90% ее) при использовании 25Ь, комплекс 2бЬ предоставил более низкий результат (40% ее).
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. Для асимметрического металлокомплексного катализа получено 27 новых монодентатных лигандов трех структурных типов: I. Фосфитные и амидофосфитные лиганды на основе БИНОЛ, в том числе удобно получаемые в одну стадию, исходя только из этого синтона (либо его аналогов) и трихлорида фосфора. П. Новые амидофосфиты, содержащие хиральный атом фосфора и различные экзоциклические заместители. Ш. Неизвестная ранее группа катионных хиральных монодентатных фосфитов и диамидофосфитов.
2. Показано, что для новых фосфитных и амидофосфитных лигандов наблюдается монодентатная координация по отношению к таким предкатализаторам как [Рй(а11у1)С1]2, [ЩССЮ);]^".
3. Получены высокие энантиомерные избытки для монодентатных лигандов фосфитного типа в Рй-катализируемом аллильном алкилировании 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата диметилмалонатом (до 99% ее), в сульфонилировании пара-толуолсульфинатом натрия (до 99% ее), в аминировании пирролидином и пропиламином (до 99% ее), в амидировании диформиламидом натрия (до 86% ее), а также в реакции дерацемизации 1,3-дифенилпроп-2енил этилкарбоната (до 96% ее). Высокая энантиоселективность (до 99% ее) была достигнута в реакциях Шг-катализируемого гидрирования прохиральных метиловых эфиров ненасыщенных кислот с применением новых лигандов фосфитного типа,
4. Показана возможность применения ионных жидкостей в качестве реакционной среды при использовании металлокомплексных катализаторов на основе лигандов фосфитного типа в асимметрическом катализе, при этом значения энантиомерного избытка реакции аминирования 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата ди-н-пропиламином остаются неизменными в течение нескольких каталитических циклов.
Основные результаты диссертации изложены в следующих публикациях:
1. К. N. Gavrilov, V. N. Tsarev, S. Е. Lvubimov. A. A. Shiryaev, S. V. Zheglov, О. G. Bondarev, V. A. Davankov, A. A. Kabro, S. K. Moiseev, V. N. Kalinin. Chiral P*-monodentate phosphite ligand for Pd-catalysed asymmetric allylation reactions. Mendeleev Commun. 2003, p. 134-136.
2. V. N. Tsarev, S. E. Lvubimov. A. A. Shiryaev, S. V. Zheglov, O. G. Bondarev, V. A. Davankov, A. A. Kabro, S. K. Moiseev, V. N. Kalinin, K. N. Gavrilov. P-Chiral Monodentate Diamidophosphites - New and Efficient Ligands for Palladium-Catalysed Asymmetric Allylic Substitution. Eur. J. Org. Chem. 2004, p. 2214-2222.
3. K.N. Gavrilov, S. E. Lvubimov, S.V. Zheglov, E.B. Benetsky, V.A. Davankov. Enantioselective Pd-catalysed allylation with BINOL-derived monodentate phosphite and phosphoramidite ligands. J. Mol. Catal. A: Chemical, 2005,231, p. 255-260.
4. K. N. Gavrilov, S. E. Lvubimov. P. V. Petrovskii, S. V. Zheglov, A. S. Safronov, R. S. Skazov, V. A. Davankov. Facile one-pot synthesis of BINOL and H8-BINOL-based aryl phosphites and their use in palladium-catalyzed asymmetric allylation. Tetrahedron, 2005, 61, 10514-10520.
5. С. E. Любимов. В. А. Даванков, А. С. Кучеренко, С. Г. Злотин, С. В. Жеглов, К. Н. Гаврилов, П. В. Петровский. Асимметрическое Pd-катализируемое аллильное аминирование 1,3-дифенилаллилацетата дипропиламином в молекулярных и ионных растворителях. Изв. АН сер. хим., 2005, № 11, с.2478-2481.
6. S. Е. Lvubimov. V. A. Davankov, К. N. Gavrilov. The use of an ionic liquid in asymmetric catalytic allylic amination. Tetrahedron Lett., 2006,47,2721-2723.
7. С. E. Любимов. В. А. Даванков, П. M. Валецкий, П. В. Петровский, М. Г. Максимова, К. Н. Гаврилов. Первый хиральный фосфит с четвертичным аммониевым фрагментом: синтез и применение в асимметрическом Rh-катализируемом гидрировании. Изв. АН, сер. хим., 2006, № 8, с.1395-1398.
8. V. N. Tsarev, S. Е. Lvubimov. A. A. Shiryaev, S. V. Zheglov, О. G. Bondarev, V. А. Davankov, A. A. Kabro, S. К. Moiseev, V. N. Kalinin, К. N. Gavrilov. Monodentate Diamidophosphites, bearing chiral phosphorus atom - new highly efficient ligands for Pd-catalised asymmetric allylic substitution reactions. International conference dedicated to 50lh
anniversary of A.N. Nesmeyanov Institute of Organoelement Compounds, "Modem Trends in organoelement and polymer chemistry, May 2 Э- Tune 4,2004, Moscow, p. 144.
9. V. N. Tsarev, S. E. Lvubimov. A. A. Shiiyaev, S. V. Zheglov, O. G. Bondarev, V. A. Davankov, A. A. Kabro, S. K. Moiseev, V. N. Kalinin, K. N. Gavrilov. New efficient ligands with chiral phophorus atom for Pd-catalysed asymmetric allylic substitution. 1бл International Symposium on Chirality, July 11-14,2004, New-York, USA, p. 109.
10. V. A. Davankov, S. E. Lvubimov. S. Zheglov, A. Safronov, K. Gavrilov. Facile one-pot synthesis of BINOL and H8-BINOL-derived aryl phosphites and their use in palladium-catalyzed asymmetric allylation. 17th International Symposium on Chirality, 11-14 Sept., 2005, Parma, Italy, p. 126.
11. С-Е.Любимов. П.В Петровский, В. А. Даванков, K.H. Гаврилов, М.Г. Максимова, Е.Д. Лубуж, А.С. Кучеренко. Хиральные ионные фосфиты и диамидофосфиты как лиганды для асимметрического металлокомплексного катализа. Международная конференция по органической химии "Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности", 26-29 июня, 2006, Санкт-Петербург, Россия, с. 531.
Принято к исполнению 02/10/2006 Исполнено 03/10/2006
Заказ № 703 Тираж: 100 экз.
Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва. Варшавское ш., 36 (495) 975-78-56 тулта'.аШогсГсга! .ги
г oye 9
»2 04 69
I. Введение
II. Применение хиральных монодентатных амидофосфитных и фосфитных лигандов в асимметрическом катализе. {Литературный обзор). 6 II. 1. Хиральные монодентатные амидофосфитные и фосфитиые лиганды в асимметрическом гидрировании
II. 1 .а. Амидофосфитные лиганды
II. 1.6. Фосфитиые лиганды 14 II.2. Монодентатные лиганды фосфитного типа в реакциях 1,4-сопряженного присоединения
П.2.а. Амидофосфитные лиганды
11.2.Ь. Фосфитиые лиганды
11.3. Асимметрическое аллильное замещение с участием лигандов фосфитного типа
11.4. Хиральные монодентатные амидофосфиты и фосфиты в иных асимметрических реакциях металлокомплексного катализа
11.5. Использование ионных жидкостей в реакциях аллилъного замещения 43 III. Синтез новых монодентатных фосфитных и амидофосфитных лигандов и их использование в Pd-катализируемом аллильном замещении и Rh-катализируемом гидрировании. (О б сулсдение полученных результатов) 46 III. 1. Монодентатные фосфиты и амидофосфиты на основе БИНОЛ 46 III. 1.а. Фосфитиые и амидофосфитные лиганды с ахиральными экзоциклическими заместителями 46 III. 1 .Ь. Ионные монодентатные фосфиты на основе БИНОЛ
111.1.e. Монодентатные лиганды на основе БИНОЛ, содержащие дополнительные стереоцентры
111.2. Новые Рф-хиральные монодентатные ди- и три амидофосфиты: синтез и применение в асимметрическом катализе 67 III.2.а. Монодентатные лиганды с ахиральными экзоциклическими заместителями 67 III.2.Ь. Монодентатные диамидофосфиты с ионными экзоциклическими заместителями
III.2 Диамидофитные лиганды.экзоцикличими замителями на ове БИНОЛ
IV. Экспериментальная часть
Асимметрический катализ представляет собой один из удобных подходов к синтезу оптически активных соединений, в том числе применяемых в качестве медицинских препаратов, биодобавок и гербицидов. Среди асимметрических реакций, катализируемых комплексами переходных металлов, можно особо выделить аллильное замещение, привлекательное разнообразием формируемых типов связей (С-С, С-О, C-N, C-S) и гидрирование, отличающееся использованием молекулярного водорода как наиболее дешевого восстановителя, и, как следствие, широкими перспективами промышленного использования.
Несмотря на существовавшее более 30 лет положение, что бидентатные лиганды необходимы для достижения высоких значений энантиоселективности, в последнее время все большее внимание стало уделяться монодентатным лигандам, что связано с простотой их синтеза и высокой эффективностью в асимметрических процессах. Несомненными лидерами среди монодентатных лигандов по синтетической доступности являются фосфиты и амидофосфиты; кроме того, применение этих лигандов позволило достигнуть количественных значений энантиомерного избытка (>99% ее) в Rh-катализируемом гидрировании прохиральных алкенов, Cu-катализируемом сопряженном присоединении, Ir-катализируемом аллилировании, Pd-катализируемом гидросилилировании-окислении, Ni-катализируемом гидровинилировании. Однако существует всего несколько примеров использования монодентатных лигандов фосфитного типа в Рс1-катализируемом ал j I и л ь н о м з ам е щей и и.
Таким образом, представляется актуальным осуществление синтеза новых доступных монодентатных фосфитных и амидофосфитных лигандов, а также изучение их каталитического потенциала в целом ряде асимметрических реакций, таких как Pel-катализируемое аллильное алкилирование, аминирование, сульфонилирование, а также Rh-катализируемое гидрирование.
Цель работы
Синтез новых эффективных монодентатных фосфитных и амидофосфитных лигандов для реакций асимметрического Pd-катализируемого аллильного замещения и Rh-катализируемого гидрирования.
Научная новизна и практическая ценность работы
I. Для асимметрического катализа синтезированы монодентатные лиганды трех структурных типов: 1). Новые фосфитные и амндофосфитные лиганды на основе БИНОЛ, в том числе удобно получаемые в одну стадию, исходя только из этого синтона (либо его аналогов) и трихлорида фосфора. 2). Новые амидофосфиты, содержащие хиральный атом фосфора и различные экзоциклические заместители. 3). Первые представители катионных хиральных монодентатных фосфитов и диамидофосфитов, содержащих фрагменты ионных жидкостей и кватернизованного аминоспирта.
II. Проведено исследование координационного поведения новых лигандов по отношению к таким предкатализаторам асимметрических реакций как [Pd(allyl)Cl]2,
Rh(COD)2]+BF4".
III. Новые монодентатные лиганды были успешно протестированы в Pcl-катализируемом аллильном алкилнровании 1,3~дифенилпропен-2-ил ацетата димегилмалонатом (до 99% ее), в сульфонилироваиии ш/х/-толуолсульфинатом натрия (до 99% ее), в аминировании пирролидином и пропиламином (до 99% ее), в амидировании диформиламидом натрия (до 86% ее), а также в реакции дерацемизации 1,3-дифенилпроп-2-енил этилкарбоната (до 96% ее), что вполне сопоставимо, либо превосходит результаты, полученные на лучших бидентатных лигандах. Тестирование новых монодентатных лигандов оказалось также эффективным в реакции Rh-катализируемого гидрирования прохиральных олефинов: до 99% ее.
IV. Впервые предложено использовать ионные жидкости как среду для проведения асимметрических реакций с привлечением металлокомплексных катализаторов на основе монодентатных фосфитов и амидофосфитов. В результате удалось достигнуть до 84% ее в реакции амннирования 1,3-дифенилпропен-2-ил ацетата ди-н-пропиламином, причем уровень асимметрической индукции сохраняется после трехкратной рециклизации катализатора.
Использованные методы. Состав и строение полученных соединений подтверждены широким набором физико- химических методов исследования: ИК, ЯМР 1Н, LiC, 3|Р, 19Г" спектроскопия, масс спектрометрия по методу электронного удара и электроспрея, а также элементным анализом. Энантиомерный избыток продуктов каталитических реакции определялся методом ВЖХ-хроматографии на хиральных стационарных фазах.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на 4 международных конференциях: 1). Internationcil conference dedicated to 50lh anniversary of A.N. Nesmeyanov
Institute of Organoelement Compounds, "Modern trends in organoeleraent and polymer chemistry, Moscow, 2004. 2). 16th International Symposium on Chirality, New-York, USA, 2004.3). 17'" Intel 'national Symposium on Chirality, 2005, Parma, Italy. 4). Международная конференция по органической химии "Органическая химия от Бутлерова и Бейльштейна до современности", Санкт-Петербург, Россия, 2006.
Публикации. Основное содержание работы изложено в 7 статьях и 4 тезисах докладов на конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы из 176 наименований. Работа изложена на 122 страницах.
V. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. Для асимметрического металлокомплексиого катализа получены 27 новых монодентатных лигандов трех структурных типов: а). Фосфитные и амидофосфитные лиганды на основе БИНОЛ, в том числе удобно получаемые в одну стадию исходя только из этого синтона (либо его аналогов) и трихлорида фосфора, б). Новые амидодофосфиты, содержащие хиральный атом фосфора и различные экзоциклические заместители, в). Неизвестная ранее группа хиральных катионных монодентатных фосфитов и диамидофосфитов, синтезированная на основе ионных жидкостей и кватернизованного аминоспирта.
2. Показано, что для новых фосфитных и амидофосфитаых лигандов наблюдается моиодентатиая координация по отношению к таким предкатапизаторам как [Рс1(а11уГ)СГ|2,
Rh(COD)2]+BF4".
3. Получены высокие энантиомерные избытки для монодентатных лигандов фосфитного типа в Pd-катализируемом аллильном алкилировании 1,3-дифенилпроп-2-енил ацетата диметилмалонатом (до 99% ее), в сульфонилировании /шра-толуолсульфинатом натрия (до 99% ее), в аминировании пирролидииом и пропиламином (до 99% ее), в амидироваиии диформиламидом натрия (до 86% ее), а также в реакции дерацемизации 1,3-дифенилпроп-2-енил этилкарбоната (до 96% ее). Высокая энантиоселективность (до 99% ее) была достигнута в реакциях Rh-катализируемого гидрирования прохиральных метиловых эфиров ненасыщенных кислот с применением новых лигандов фосфитного типа.
5. Показана возможность применения ионных жидкостей в качестве реакционной среды при использовании металлокомплексных катализаторов на основе лигандов фосфитного типа в асимметрическом катализе, при этом значения энантиомерного избытка реакции аминирования дифенилпроп-2-енил ацетата остаются неизменными в течение нескольких каталитических циклов, хотя наблюдается снижение конверсии.
1. Highly enantioselective rhodium-catalyzed hydrogenation with monodentate ligands. M. van den Berg, A. Minnaarcl, E. Schudde, J. Van Esch, A. de Vries, J. de Vries, B. Feringa,,/. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11539-11540.
2. Highly enantioselective hydrogenation of enamides catalyzed by rhodium-monodentate phosphoramidite complex. X. Jia, R. Guo, X. Li, X. Yao, A. Chan. Tetrahedron letl. 2002, 43, 5541-5544.
3. Rhodium/MonoPhos-catalysed asymmetric hydrogenation of enamicies. M. van den Berg, R. I-Iaak, A. Minnaard, A. cie Vries, J. de Vries, Ben L. Feringa. Adv. Synth. Cat. 2002, 344, 10031007.
4. Asymmetric hydrogenation of ketones using a ruthenium(II) catalyst containing BINOL-derived monodonor phosphorus-donor ligands. Y. Xu, N. Alcock, G. Clarkson, G. Docherty, G. Woodward, M. Wills. Org. Lett. 2004, 6, 4105-4107.
5. Efficient immobilization of Rh-MonoPhos on aluminosilicate AITUD-1. C. Simons, U. I-Ianefeld, I. Arends, A. Minnard, T. Maschmeyer, R. Sdelclon. Chem. Commun., 2004, 28302831.
6. Highly enantioselective rhodium-catalyzed hydrogenation of P-clehydroamino acicl derivatives using monodentate phosphoramidites. D. Pena, A. Minnard, J. de Vries, B. Feringa. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14552-14553.
7. Chiral bicyclic phosphoramidites a new class of ligands for asymmetric catalysis. (). Hultcnloch, J. Spieler. H. Waldmann. Chemistry a Eur.,/. 2001, 7. 671-675.
8. Pipphos and MorfPhos: privileged monodentate phosphoramidite ligands for rhodium-catalyzed asymmetric hydrogenation. H. Bernsmann, M. van den Berg, R. Hoen, a. Minnaarcl, G. Mehler, M. Reetz, J. De Vries, B. Feringa.,/. Org. Chem. 2005, 70, 943-951.
9. Enantioselective Rh-catalyzed hydrogenation of enol acetates and enol carbamates with monodentate phosphoramidites. L. Panella, B. Feringa, J. de Vries, A. Minnaard. Org. Lell. 2005, 7,4177-4180.
10. Binol-derived monodentate phosphates and phosphoramidites with phosphorus stereogenic centers: novel ligands for transition-metal catalysis. M. Reetz, J. Ma, R. Godclard. Angew. Chem. Int. Ed. 2005,44,412-415.
11. Hg-MonoPhos and its application in catalytic enantioselective hydrogenation of a-dehydroamino acids. Q. Zeng, H. Liu, A. Mi, Y. Jiang, X. Li, M. Choi, A. Chan. Tetrahedron, 2002, 58, 8799-8803.
12. Highly enantioselective hydrogenation of a-dehydroamino acids by rhodium complex with Hg-MonoPhos. Q. Zeng, H. Liu, A. Mi, Y. Jiang, X. Li, M. Choi, A. Chan. Tetrahedron: Asymmetry, 2002, 13, 115-117.
13. Monodentate chiral spiro phosphoramidites: efficient ligands for rhodium-catalyzed enantioselective hydrogenation of enamides. A. Hu, Y. Xie, H. Zhou, L. Wang, Q. Zhou. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 2348-2350.
14. Novel monodentate spiro phosphorous ligands for rhodium-catalyzed hydrogenation reactions. Y. Fu, J. Xie, A. Hu, H. Zhou, L. Wang, Q. Zhou. Chem. Commun, 2002, 480-481.
15. Rhodium-catalyzed asymmetric hydrogenation of functionalized olefins using monodentate spiro phosphoramidite ligands. Y. Fu, X. Guo, S. Zhu, A. Hu, J. Xie, Q. Zhou,,/. Org. Chem., 2004, 69, 4648-4655.
16. Synthesis of new monodentate spiro phosphoramidite ligand and its application in Rh-catalyzed asymmetric hydrogenation reactions. S. Wu, W. Zhang, Z. Zhang, X. Zhang. Org. Lett. 2004, 6,3565-3567.
17. Modular monodentate phosphoramidite ligancls for rhoclium-catalyzed enantioselective hydrogenation. Y. Liu, 1С. Ding.,/. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10488-10489.
18. Rh-catalysed asymmetric hydrogenations with a dynamic library of chiral tropos phosphorus-ligands. C. Monti, C. Gennari, U. Piarulli. Tetrahedron Lett., 2004, 45, 6859-6862.
19. R. Dahinden, A. Beck, D. Seebach. Encyclopedia of reagents for organic synthesis. John Wiley & Sons: Chichester, 1995, V. 3, 2167.
20. Chiral mono- and bidcntale ligands derived From D-mannitol and their application in rhodium(l)-catalyzed asymmetric hydrogenation reactions. A. Bayer, P. Murszat. U. Thewalt. B. Rieger, Eur.,/. Inorg. C'hem., 2002. 2614-2624.
21. Highly enantioseleetive Rh-catalyzed hydrogenation reactions based on chiral monophosphite ligands. M. Reetz, G. Mehler. Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3889-3890.
22. Chiral monophosphites derived from carbohydrate: conformational effect in catalytic asymmetric hydrogenation. PI. Pluang, Z. Zheng, H. Luo, C. Bai, X. PIu, H. Chen. Org. Lett. 2003,5,4137-4139.
23. Enantioseleetive Rh-catalyzed hydrogenation of vinyl carboxylates with monodentate phosphite ligands. M. Reetz, L. Goossen, A. Meiswinkel, J. Paetzold, F. Jensen. Org. Lett. 2003, 5,3099-3101.
24. A novel class of P-0 monophosphite ligands derived from D-mannitol: broacl applications in highly enantioseleetive Rh-catalyzed hydrogenations. H. Huang, Z. Zheng, H. Luo, C. Bai, X. Ни, H. Chen. J. Org. Chem., 2004, 69, 2355-2361.
25. Enantioseleetive hydrogenation with inexpensive, easily available monodentate phosphate ligands. W. Chen, J. Xiao. Tetrahedron Lett., 2001, 42, 2897-2899.
26. Enantioseleetive hydrogenation of P-acryamino acrylates catalyzed by Rhodium (I)~ monophosphite complexes. T. Jerphagnon, J. Renaud, P. Demonchaux, a. Ferreira, C. Bruneau. Adv. Synth. Cat., 2003, 346, 33-36.
27. Highly enantioseleetive rhodium-catalyzed hydrogenation of 2-(2-mcthoxy-2-oxoelhyl)acrylie acid a convenient access of enantiomerically pure isoprenoid building blocks. .N4. Ostcrmcier, B. Brunner, C. Korff, G. Helmchcn. Eur. J. Org. ('hem., 3453-3459.
28. Enantioseleetive hydrogenation of enamides catalyzed by chiral rhodium-monodentate phosphite complexes. M. Reetz, G. Mehler, A. Meiswinkel, T. Sell. Tetrahedron Lett., 2002, 43, 7941-7943.
29. Enantioseleetive hydrogenation of itaconate using rhodium bihelicenol phosphite complex. Matched/mismatched phenomena between helical and axial chirality. D. Nakano, M. Yamaguchi, Tetrahedron Lett., 2003, 44, 4969- 4971.
30. Asymmetric activation of conformationally flexible monodentate phosphates for enantioseleetive hydrogenation. W. Chen, J. Xiao. Tetrahedron letl. 2001, 42, 8737-8740.
31. Synthesis of new ehiral monodentate phosphate ligands and their use in catalytic asymmetric hydrogenalion. Z. Hua, V. Vassar, I. Ojima. Org. Lett. 2003, 5, 3831-3834.
32. Catalytic asymmetric transformations with fine-tunable biphenol-based monodentate ligands. B. Chapsal, Z. Hua, i. Ojima. Tetrahedron: Asymmetry, 2006, 17, 642-657.
33. Enantioselective conjugate addition of dialkyl-zink reagents to cyclic and acyclic enones catalyzed by chiral copper complexes of new phosphorus amidites. A. de Vries, A. Meetsma, B. Feringa. Angew. Chem. Int. Ed. 1996, 35, 2374-2376.
34. Chiral phosphorus ligands for the asymmetric conjugate addition of organocopper reagents. A. Alexakis, J. Frutos, P. Mangeney, Tetrahedron: Asymmetry, 1993, 4, 2427-2430.
35. Chiral phosphoramidite ligands based on 8-cloroquinoline and their rhodium (III), palladium (II), and platinum (II) complexes. G. Francio, C. Arena, F. Faraone, C. Graiff, M. Lanfranchi, A. Tiripicchio. Eur. J. Inorg. Chem. 1999, 1219-1227.
36. Phosporamidites: marvelous ligands in catalytic asymmetric conjugate addition. B. Feringa. Acc. Chem. Res, 2000, 33, 346-353.
37. Highly enantioselective catalytic conjugate additions to cyclohexadienones. R. Imbos, M. Brilman, M. Pineschi, B. Feringa. Org. Lett, 1999, 1, 623-625.
38. Enantioselective catalytic conjugate addition of dialkylzinc reagents using copper-phosphoramidite complexes; ligancl variation and non-linear effects. Tetrahedron, 2000, 56, 2865-2878.
39. Asymmetric conjugate addition to alkylidene malonates. A. Alexakis, C. Benhaim, Tetrahedron: Asymmetry, 2001, 12, 1151-1157.
40. Enantioselective copper-catalyzed conjugate addition to trisubstituted cyclohexenones: construction of stereogenic quaternary centers. M. d'Augustin, L. Palais, A. Alexakis, Angew. Chem. Int. Ed., 2005, 44, 1376- 1378.
41. Enantioselective copper-catalyzecl conjugate addition of clialkylzinc to nitro-olefins. A. Alexakis, C. Benhaim. Org. Lett., 2000, 2, 2579-2581.
42. Enantioselective copper(I) catalyzed 1,4-addition of cliethylzinc to nitroolefins. N. Sewalcl, V. Wendish, Tetrahedron: Asymmetry, 1998, 1341-1344.
43. Highly enantioselective copper-phosporamidite catalyzed kinetic resolution of chiral 2-cyclohexenones. R. Naasz, L. Arnold, A. Minnard, B. Feringa. Angew. Chem, Int. Ed., 2001, 40, 927- 930.
44. Epimerization and kinetic resolution in copper-catalyzed Enantioselective 1,4-addition of arganozinc reagents to 6-substituted cyclohex-2-enones. L. Urbaneja, A. Alexakis, N. Krause. Tetrahedron Lett., 2002, 43, 7887-7890.
45. Stereochemistry of the Sakurai reaction. Additions to cyclohexenones and cycloheptenones. T. Blumenkopf, C. Heathcock,,/. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 2354-2358.
46. Catalytic enantioselective annulations via 1,4-addition-aldol cyclization of functionalized organozinc reagents. R. Naasz, L. Arnold, M. Pineschi, E. Keller, B. Feringa. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 1104-1105.
47. Highly enantioselective catalytic conjugate addition and tandem conjugate acldition-aldol reactions of organozinc reagents. B. Feringa, M. Pineschi, L. Arnold, R. Imbos, A. de Vries. Angew. Chem. Int. Ed. 1997, 36, 2620-2623.
48. Asymmetric synthesis of bicyclic intermediates of natural product chemistry. Z. Hajos, D. Parrish,,/ Org. Chem., 1974; 39, 1615-1621.
49. Enantioselective synthesis of bicyclic compounds via catalytic 1,4-acldition-ring closing methathesis. R. Naasz, L. Arnold, A. Minnard, B. Feringa. Chem. Commun., 2001, 735-736.
50. Catalytic enantioselective synthesis of (-)-prostaglandin E| methyl ester based on tandem 1.4-addition-aldol reaction. L. Arnold, R. naasz, A. Minard, B. Feringa. ,J. Org. Chem., 2002, 67, 7244-7254.
51. Enantioselective conjugate addition of dietylzink to cyclic enones catalyzed by chiral copper complexes containing a new phosphorus ligand with an Ilg-binaphtoxy moiety. F. Zhang, A. Chan, Tetrahedron: Asymmetry, 1998, 9, 1179-1182.
52. High efficiency and enantioselectivity in the Rh-catalyzed conjugate addition of arylboronic acids using monodentate phospho rami elites. J. Boiteau, A. Minnaard, B. Feringa,,/. Org. Chem, 2003, 68,9481-9484.
53. Rhodium-catalyzed asymmetric conjugate additions of boronic acids using monodentate phosphoramidite ligands. J. Boiteau, A. Minnaard, B. Feringa, Org. Lett., 2003, 5, 681-684.
54. Highly Enantioselective rhodium-catalyzed conjugate addition of arylboronic acids to enones at room temperature. S. Martina, A. Minnaard, B. Iiessen, B. Ferringa. Tetrahedron Lett., 2005, 46,7159-7163.
55. Copper-catalyzed conjugate addition of macrocyclic, cyclic, and acyclic enones with chiral phosphoramidite ligand having a Ci-symmetric amine moiety. Tetrahedron: Asymmetry, 2002, 13,801-804.
56. Highly Enantioselective copper-catalyzed conjugate addition of diethylzinc to enones using chiral spiro phosphoramidites as ligands. H. Zhou, W. Wang, Y. Fu, J. Xie, W. Shi, L. Wang, Q. Zhou. J. Org. Chem., 2003, 68, 1582-1584.
57. Novel biphenol phosphoramidite ligands for the Enantioselective copper catalyzed conjugate addition of clialkyl zincs. A. Alexakis, S. Rosset, J. Allamand, S. March, F. Guillen, C. Benhaim. Synlelt, 2001, 1375-1378.
58. Dramatic improvement of the enantiomeric excess in the asymmetric conjugate addition reaction using new experimental conditions.,/. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 5262-5263.
59. Tandem asymmetric conjugate addition-silylation of enantiomerically enriched zinc enolates. Synthetic importance and mechanistic implications. O. Knopff, A. Alexakis, Org. Lett., 2002, 4, 3835-3837.
60. Biphenol-basecl phosphoramidite ligancls for the enantioselective copper-catalyzed conjugate addition of diethylzinc. A. Alexakis, D. Polet, S. Rosset, S. March. J. Org. Chem., 2004, 69, 5660-5667.
61. Cu-catalyzed asymmetric 1,4-addition of Me3Al to nitroalkenes. Synthesis of (+)-ibuprifen. D. Polet, A. Alexakis. Tetrahedron Lett., 2005, 46, 1529-1532.
62. Catalytic asymmetric conjugate addition on macrocyclic and acyclic enones. Synthesis of R-(-)-muscone. A. Alexakis, C. Benhaim, X. Fournioux, A. van den Heuvel, J. Leveque, S. March, S. Rosset. Synlelt, 1999, 11, 1811-1813.
63. Asymmetric conjugate addition of diethyl zinc to enones with tartrate chiral phosphite ligands. A. Alexakis, J. Vastra, J. Burton, P. Mangeney. Tetrahedron: Asymmetry, 1997, 8, 31933196.
64. Asymmetric conjugate addition of diethyl zinc to enones with chiral phosphorus ligands derived from TADDOL. A. Alexakis, J. Vastra, J. Burton, C. Benhaim, P. Mangeney. Tetrahedron Lett., 1998, 39, 7898-7872.
65. Enantioselective copper-catalyzed conjugate addition. A. Alexakis, C. Benhaim. Eur. J. Org. Chem., 2002, 3221-3236.
66. Ir-catalysed allylic substitution: mechanistic aspects and asymmetric synthesis with phosphorus amidites as ligands. B. Battels, G. Helmchen. Chem. Convnun., 1999, 741-742.
67. Regio- and enantioselective allylic animation of achiral allylic esters catalyzed by an iridium-phosphoramidite complex. T. Ohmura, J. Hartwig.,/. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 15164-15165.
68. Identification of an activated catalyst in the iridium-catalyzed allylic amination and etherification. Increased rates, scope, and selectivity. C. Kiener, C. Shu, C. Incarvito, J. Hartwig. ,/. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 14272-14273.
69. Very efficient phosphoramidite ligancl for asymmetric iridium-catalyzed allylic allcylation. A. Alexakis, D. Polet. Org. Lett., 2004, 6, 3529-3532.
70. Kinetic study of various phosphoramidite ligands in the iridium-catalyzed allylic substitution. D. Polet, A. Alexakis. Org. Lett., 2005, 7, 1621-1624.
71. A simple iridium catalyst with a single resolved stereocenter for enantioselective allylic amination. Catalyst Selection from mechanistic analysis. A. Leitner, S. Shekhar, M. Pouy, J. Hatwig. J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 15506-15514.
72. Regio- and enantioselective iridium-catalysecl allylic amination and alkilations of dienil esters. G. Lipowsky, G. Helmchen. Chem. Commun., 2004, 116-117.
73. Highly enantioselective iridium-catalysecl allylic animations with anionic N-nucleophiles. R. Weihofen, A. Dahnz, O. Tverskoy, G. Helmchen. Chem. Commun., 2005, 3541-3543.
74. Iriclium-catalyzed region- and enantioselective allylation of ketone enolates. T. Graening, J. Hartwig.,/. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 17192-17193.
75. Enantioselective copper-catalyzed allylic alkylation with clialkylzincs using phosphoramidite ligands. H. Malda, A. Zijl, L. Arnold, B. Feringa. Org. Lett., 2001, 3, 1169-1171.
76. Tandem copper-catalyzed enantioselective aflylation-metathesis. A. Alexakis, K. Croset. Org. Lett., 2002, 4, 4147-4149.
77. Copper-catalysed, enantioselective desymmetrisation of meso cyclic allylic bis(cliethyl phosphates) with organozinc reagents. U. Piarulli, P. Daubos, C. Claverie, C. Monti, C. Gennari. Eur. J. Org. Chem., 2005, 895-906.
78. Chiral P-monodentate phosphoramidite and phosphite ligands for the enantioselective Pd-catalyzecl allylic alkylation. 1. Mikhel, G. Bernardinelli, A. Alexakis. Inorg. Chimica Acta, 2006, 359, 1826-1836.
79. BfNOL-clerived N-phosphino sulfoximines as ligands for asymmetric catalysis. M. Reetz, O. Bondarev, H. Gais, C. Bohn. Telahedron Led., 2005, 46, 5643-5646.
80. Total synthesis of enantiopure (+)-y-lycorane using highly eflicieny Pel-catalyzed asymmetric allylic alkylation. B. Chapsal, I. Ojima. Org. Lett., 2006, 8, 1395-1398.
81. Enantioselective allylic substitution catalyzed by an iridium complex: remarkable effects of the counter cation. K. Fuji, N. Kinoshita, К. Tanaka, T. Kawabata. Chem. Commun., 1999, 22892290.
82. Synthesis of (3-substituted a-amino acids with use of iridium-catalyzed asymmetric allylic substitution. J. Org. Chem., 2003, 68, 6197-6201.
83. Asymmetric transition-metal-catalyzed allylic alkylations: applications in total synthesis. B. Trost, M. Crawley. Chem. Rev., 2003, 103, 2921-2943.
84. Highly enantioselective nickel-catalyzed hyclrovinilation with chiral phosphoramidite ligands. G. Francio, F. Faraone, W. Leitner. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 736-737.
85. Asymmetric hydrovinylation: new perspectives through use of modular ligand systems. L. Gooben. Angew. Chem. Int. Eel, 2002, 41, 3775.
86. Hydrovinylation of norbornen. Ligand-dependent selectivity and asymmetric variations. R. Kumareswaran, M. Nancli, T. RajanBabu. Org. Lett., 2003, 5, 4345-4348.
87. Nickel catalysed asymmetric cycloisomerisation of diethyl diallylmalonate. C. Boing, G. Francio, W. Leitner. Chem. Commun.,2005, 1456-1458.
88. Hydrovinylations of 1,3-dienes: a new protocol, an asymmetric variations, and a potential solution to the exocyclic side chain stereochemistry problem. A. Zhang, T. RajanBabu.,/. Am. Chem. Soc., 2006, 128,54-55.
89. Catalytic enantioselective carbon-carbon bond formation by addition of dialkylzink reagents to cyclic 1,3-diene monoepoxides. F. Badalassi, P. Crotti, F. Macchia, M. Pineschi, A. Arnold, B. Feringa. Tetrahedron Lett., 1998, 39, 7795-7798.
90. Highly enantioselective regiodevergent and catalytic parallel kinetic resolution. F. Bertozzi, P. Crotti, F. Macchia, M. Pineschi, B. Feringa. Angew. Chem. Int. Ed., 2001, 40, 930-932.
91. Highly enantioselective hydrosilylation of aromatic alkenes. J. Jensen, B. svendsen, T. la Cour, H. Pedersen, M. Johannsen. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 4558-4559.
92. Monodentate phosphites with carbohydrate substituents and their application in rhodium catalysed asymmetric hydrosilylation reactions. Tetrahedron: Asymmetry, 2001, 12, 633-642.
93. Chiral rhodium(I)™(polyether-phosphite) complexes for the enantioselective hydroformylation of styrene: homogeneous and thermoregulated phase-transfer catalysis. J. Breuzard, M. Tommasino, M. Bonnet, M. Lemaire. J. Organomet. Chem., 2000, 616, 37-43.
94. Enantioselective rhodium-catalyzed addition of arylboronic acids to aldehydes using chiral spiro monodentate ligands. H. Duan, J. Xie, W. Shi, Q. Zhang, Q. Zhou. Org. Lett., 2006, 8, 1479-1481.
95. A highly enantioselective intramolecular Heck reaction with monodentate ligancl. R. Imbos, A. Minnaard, B. Feringa. J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 184-185.
96. Highly efficient enantioselective cyclization of aromatic imines via direct C-H bond activation. R. Thalji, J. Ellman, R. Bergman. J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 7192-7193.
97. Palladium-catalyzed enantioselective diboration of prochiral allenes. N. Pelz, A. Woodward,
98. H. Burks, J. D. Sieber, J. Morken.,/. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 16328-16329.
99. Concatenated catalytic asymmetric allene diboration/allylation/functionalization. A. Woodward, H. Burks, L. Chan, J. Morken. Org. Lett., 2005, 7, 5505-5507.
100. Ionic liquids and chirality: opportunities and challenges. C. Baudequin, J. Baudoux, J. Levillain, D. Cahard, A. Gaumont, J. Plaquevent. Tetrahedron: Asymmetry, 2003, 14, 30813093.
101. Properties of ionic liquid solvents for catalysis. J. Wilkes.,/. Mot. Catal. A: Chem, 2004, 214,11-17.
102. Enantioselective hydrogenation in ionic liquids: Recyclability of the |Rh(COD)(DIPAMP).BF4 catalyst in bmim][BF4], T. Frater, L. Gubicza, A. Szollosy, J. Bakos. Inorg. Chimica Ada, 2006, 359, 2756-2759.
103. Osmium catalyzed asymmetric clihyclroxylation of methyl trans-cinnamate in ionic liquids, followed by supercritical C02 product recovery. A. Serbanovic, L. Branco, M. da Ponte, C. Afonso. J. Organomet. Chem., 2005, 690, 3600-3608.
104. Enantioselective catalytic asymmetric hydrogenation of ethyl acetoacetate in room temperature ionic liquids. M. Berthod, J. Joerger, G. Mignani, M. Vaultierc, M. Lemaire. Tetrahedron: Asymmetry, 2004, 15, 2219-2221.
105. Application of chiral ionic liquids in the copper catalyzed enantioselective 1,4-addition of diethylzinc to enones. S. Malhotra, Y. Wang. Tetrahedron: Asymmetry, 2006, 17, 1032-1035.
106. Synthesis of Chiral Ionic Liquids from Natural Amino Acids. W. Bao, Z. Wang, Y. Li. J. Org. Chem. 2003, 68, 591-593
107. Palladium catalysed allylation reactions in ionic liquids. W. Chen, L. Xu, C. Chatterton, J. Xiao. Chem. Commun., 1999, 1247-1248.
108. JLigand effects in palladium-catalyzed allylic alkylation in ionic liquids. J. Ross, W. Chen, L. Xu, J. Xiao. Organometallics, 2001, 20, 138-142.
109. Ruthenium-catalyzed allylation reaction in ionic liquid. C. Hubert, J. Renaud, B. Demerseman,
110. C. Fischmeister, C. Bruneau. J. Mol Cat. A: Chem. 2005, 237, 161-164.
111. Enantioselective allylic substitution catalyzed by Pd-fervocenylphosphine complexes in bmim.[PF6] ionic liquid. S. Toma, B. Gotov, I. Kmentova, E. Solcaniova. Green Chem. 2000, 2, 149-151.
112. Palladium/BlNAP(S)-catalyzed asymmetric allylic animation. J. Faller, J. Wilt. Org. Lett., 2005, 7, 633-636.
113. Enantioselective hydrogenation of diaryl-substitutecl a,b-unsaturated nitriles. T. Wabnitz, S. Rizzo, C. Gotte, A. Buschauer, T. Benincorid, O. Reiser. Tetrahedron Lett. 2006, 47, 3733-3736
114. K.N. Gavrilov, S. E. Lyubimov, S.V. Zheglov, E.B. Benetsky, V.A. Davankov. Enantioselective Pd-catalysed allylation with BINOL-derived monodentate phosphite and phosphoramidite ligands. J. Mol. Catal. A: Chemical, 2005, 231, p. 255-260.
115. Rhodium(I) complexes of robust phosphites derived from calix4.arenes and their application in the hydroformylation of 1-hexene. C. Cobley, D. Ellis, A. Orpen, P. Pringle. J. Chem. Soc., Dalton Trans., 2000, 1109-1112.
116. V.A. Davankov. A.V. Korostylev.,/. Organomet. Chem., 2002, 655, 204- 217.
117. Steric effects of phosphorus ligands in organometallic chemistry and homogeneous catalysis. C. A. Tolman. Chem. Rev. 1977. 77, 313-341.
118. Cone angles: Tolman's and Plato's. K.A. Bunlen, I,. Chen. A.L. Fernandez, A.J. Рое, Coord. Chem. Rev. 2002, 233-234, 41-51.
119. Catalytic asymmetric synthesis. (Ed. I. Ojima), Willey, New York, 2000.
120. Asymmetric Catalysis of Planar-Chiral Cyclopentadienylruthenium Complexes in Allylic Amination and Alkylation. Y. Matsushima, K. Onitsuka, T. Konclo, T. Mitsudo, S. Takahashi. J. Am. Chem. Soc., 2001, 123, 10405-10406.
121. Binaphthylamine-based diazophospholidines as a new class of chiral monodentate P-ligands. M. Reetz, Ii. Oka, R. Goddard. Synthesis, 2003, 1809-1815.
122. Design of ionic phosphites for catalytic hydrocyanation reaction of 3-pentenenitrile in ionic liquids. C. Vallee, Y. Chauvin, J.-M. Basset, C.C. Santini, J.-C. Galland, Adv. Synth. Calal. 2005, 347, 1835-1847.
123. H. M. Fitch, British Patent GB 681102, 1952.
124. Synthesis and asymmetric catalytic application of chiral imidazolium-phosphines derived from (1 R,2R)-trans-diaminocyclohexane. R. Hodgson, R.E. Douthwaite, J.Organomei.Chem. 2005, 690, 5822-5831.
125. Recyclable cliguaniclinium-BINAP and PEG-BINAP supported catalysts: syntheses and use in Rh(I) and Ru(II) asymmetric hydrogenation reactions. P. Guerreiro, V. Ratovelomanana-Vidal, J.-P. Genet, P. Dellis, Tetrahedron Lett., 2001, 42. 3423-3426.
126. Stereoselective Organic Reactions in Water. U. Lindstrom. Chem. Rev., 2002, 102, 27512772.
127. Grafted ionic liquid-phase-supported synthesis of small organic molecules. J. Fraga-Dubreuil, J. Bazureau. Tetrahedron Lett. 2001, 42, 6097-6100.
128. Chiral monodentate phosphine ligand MOP for transition-metal-catalyzed asymmetric reactions. T. Hayashi, Acc. Chem Res. 2000, 33, 354-362.
129. Enantioseleetive palladium-catalyzed transformations. L. Tietze, IT. Ila, IT. Bell, C'hem. Rev., 2004, 104, 3453-3516.
130. A simple synthetic approach to homochiral 6- and 6'-substituted 1,1 '-binaphthyl derivatives. H. Носке, Y. Uozumi, Tetrahedron, 2003, 59, 619-630.
131. Спектрометрическая идентификация органических соединений. Р. Сильверстейн, Г. Басслер, Т. Моррил. (под. ред. А. А. Мальцева) Мир, М., 1977.
132. Complexation of hydrophosphoranes: possible mechanism and coordination activity. K. N. Gavrilov, A. V. Korostylev, A. I. Polosukhin, O. G. Bondarev, A. Y. Kovalevskii, V. A. Davankov, J.Organomet.Chem. 2000,613, 148-158.
133. Bonding in palladium(II) and platinum(II) allyl MeO- and IT-MOP complexes. Subtle differences via bC NMR. P. Kumar, P. Dotta, R. Hermatschweiler, P. Pregosin, A. Albinati, S. Rizzato, Organometallics, 2005, 24, 1306-1314.
134. J. Mol. Cat. A: C'hem. 2003, 196, 39-53.
135. Asymmetric carbonylation of alpha-methylbenzyl bromide catalyzed by oxazaphospholane-palladium complexes under phase-transfer conditions. H. Arzoumanian, G, Buono, M. Choukrad, J. Petrignani. Organometcillics, 1988, 7, 59-62.
136. The use of an ionic liquid in asymmetric catalytic allylic amination. S. E. Lyubimov, V. A. Davankov, K. N. Gavrilov. Tetrahedron Lett., 2006, 47, 2721-2723.
137. Enantioselective Additions of Diethylzinc and Diphenylzinc to Aldehydes Using 2-Dialkyl-aminomethyl-2'-hydroxy- 1,1'-binaphthyls. D. Ко, 1С. Kim, D. Ha. Org. Lett. 2002, 4, 37593762.
138. Highly Effective and Recyclable Dendritic Ligands for the Enantioselective Aryl Transfer Reactions to Aldehydes. X. Liu, X. Wu, Z. Chai, Y. Wu, G. Zhao, S. Zhu, S. J. Org. Chem. 2005, 70, 7432-7435.
139. Asymmetric catalytic allylation using palladium chiral phosphine complexes. P. R. Auburn, P. B. McKenzie, B. Bosnich. J. Am. Chem. Soc., 1985,107, 2033.
140. Dichlorotetracarbonyldirhodium (Rhodium carbonyl chloride). J. A. McCleverty, G. Wilkinson. Inorg. Synth., 1966, 8, 211.
141. Простой метод получения ацетилацетонатодикарбонилродия (1). 10. С. Варшавский, Т. Г. Черкасова. Ж. неоргн. химии. 1967, 12, 1709.
142. Asymmetric hydroformylation ofN-acyl 1-aminoacrylic acid derivatives by rhodium/chiral diphosphine catalysts. S. Gladiali, L. Pinna. Tetrahedron: Asymmetry, 1991, 2, 623-632.
143. Synthesis of /V-Alkylated derivatives of imidazole as antibacterial agents. S. Khabnaclideh, Z. Rezaei, A. Khalafi-Nezhad, R. Bahrinajafi, R. Mohamadi, A. A. Farrokhroz. Bioorgcmic & Med. Chem. Lett., 2003,13, 2863-2865.
144. Palladium-catalyzed asymmetric allylic substitution using novel phosphino-ester (PHEST) ligands with 1,1 '-binaphthyl skeleton. H.Koclama, T.Taiji, T. Ohta, 1. Furukawa, Tetrahedron: Asymmetry 2000, 11, 4009-4015.
145. Synthesis and applications to asymmetric catalysis of a series of mono- and bis(diazaphospholidine) ligands. D. Smyth, H. Туе, С. Eldrecl, N. W. Alcock. M. Wills.,/. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2001, 2840-2849.
146. Unsymmetrical hybrid ferrocene-based phosphine-phosphoramidites: a new class of practical ligands for Rh-catalyzed asymmetric hydrogenation. X.-P. Flu, Z. Zheng, Org. Lett., 2004, 6,3585-3588.
147. A synthesis of some ferrocen-based l,3-bis(phosphanes) with planar chirality as the sole source of chirality. G. Argouarch, O. Samuel, H. B. Kagan, Eur. J. Org. Chem., 2000, 28852891.1. Искренне благодарю:
148. Своих научных руководителей, доктора химических наук, профессора В. А. Даванкова и доктора химических наук, профессора К. Н. Гаврилова за всестороннюю поддержку при выполнении диссертационного исследования.
149. Выражаю глубокую признательность за помощь в получении и интерпретации данных:
150. ЯМР-спектроскопии к.х.н. П. В. Петровскому, д.х.н. А. С. Перегудову (ИНЭОС РАИ) ИК-спектроскопии - к.х.н. Е. Д. Лубуж (ИОХ РАН)масс-спектрометрии к.х.н. Ю. М. Пашунину, аспиранту Р. С. Сказову (ИНЭОС РАН)
