Noyori asymetrická hydrogenace - Noyori asymmetric hydrogenation
| Noyori asymetrická hydrogenace | |
|---|---|
| Pojmenoval podle | Ryoji Noyori |
| Typ reakce | Organická redoxní reakce |
V chemii se Noyoriho asymetrická hydrogenace se týká metodiky pro enantioselektivní redukci ketonů a souvisejících funkčních skupin. Tuto metodiku představil Ryoji Noyori , který v roce 2001 sdílel Nobelovu cenu za chemii za příspěvky k asymetrické hydrogenaci . Tyto hydrogenace se používají při výrobě několika léčiv, jako je antibakteriální levofloxin, antibiotikum karbapenem a antipsychotikum BMS181100.
Dějiny
Stechiometrická asymetrická redukce ketonů je již dlouho známa, např. Použitím hydridů boru.
Katalytická asymetrická hydrogenace ketonů byla demonstrována na katalyzátorech na bázi halogenidů BINAP- Ru a karboxylátů.
Přestože dihalogenidový katalyzátor BINAP-Ru mohl snížit funkcionalizované ketony, hydrogenace jednoduchých ketonů zůstala nevyřešena. Tento úkol byl vyřešen precatalysts typu RuCl 2 ( difosfan ) (diamin). Tyto katalyzátory přednostně redukují ketony a aldehydy, přičemž olefiny a mnoho dalších substituentů zůstávají nedotčeny.
Mechanismus
BINAP-Ru-diamin dihalogenidu precatalyst se převede na katalyzátoru reakcí H 2, v přítomnosti báze:
- RuCl 2 (BINAP) (diamin) + 2 KOBu-t + 2 H 2 → RuH 2 (BINAP) (diamin) + 2 KCl + 2 HOBu-t
Výsledné katalyzátory mají tři druhy ligandů:
- hydridy, které se přenášejí na nenasycený substrát
- diaminy, které interagují se substrátem a se základním aktivátorem druhou koordinační sférou
- difosfin, který poskytuje asymetrii.
Noyoriho třída katalyzátorů se často označuje jako bifunkční katalyzátory, aby se zdůraznila skutečnost, že kovový i (aminový) ligand jsou funkční. Mechanismus byl dlouho předpokládá, že pracují prostřednictvím šestičlenné pericyklických přechod státní / meziprodukt, kterým hydrido ruthenium hydridu středu ( H Ru-N H ) spolupůsobí s karbonyl substrát R 2 C = O . DFT a experimentální studie ukázaly, že tento model je do značné míry nesprávný. Namísto toho aminová páteř silně interaguje s bazickým aktivátorem, který se často používá ve velkém přebytku.
Rozsah substrátu
Katalyzátor BINAP / diamin-Ru je účinný pro asymetrickou redukci funkcionalizovaných i jednoduchých ketonů a katalyzátor BINAP / diamin-Ru může enantioselektivně katalyzovat aromatické , heteroaromatické a olefinické ketony . Lepší stereoselektivity se dosáhne, když je jeden substituent větší než druhý (viz úhel Flippin-Lodge ).
Průmyslové aplikace
K komerční syntéze řady jemných chemikálií byly použity hydrogenační katalyzátory inspirované Noyori. (R) -1,2-Propandiol, předchůdce antibakteriálního levofloxacinu , lze účinně syntetizovat z hydroxyacetonu pomocí Noyoriho asymetrické hydrogenace:
Novější cesty se zaměřují na hydrogenaci (R) - methyllaktátu .
Antibiotikum karbapenem se také připravuje za použití Noyoriho asymetrické hydrogenace přes (2S, 3R) -methyl-2- (benzamidomethyl) -3-hydroxybutanoát, který se syntetizuje z racemického methyl-2- (benzamidomethyl) -3-oxobutanoátu dynamickým kinetickým rozlišením .
Antipsychotické činidlo BMS 181100 je syntetizováno za použití katalyzátoru BINAP / diamin-Ru.
