хиральные фосфорорганические лиганды. синтез и применение

Обзор
Тематический раздел: Химия и технология растительных веществ. _______________________________________________________________
Подраздел: Химия природных соединений.
Регистрационный код публикации: 2pc018
Поступила в редакцию 29 октября, 2002 г. УДК 547.242+541.128+548.737
Обзор посвящается академику РАН Толстикову Генриху Александровичу
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ.
СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ
КАТАЛИЗЕ.
© Толстиков Александр Генрихович,1*+ Хлебникова Татьяна Борисовна2
и Толстиков Генрих Александрович2
1
Институт технической химии УрО РАН. Ул. Ленина, 13. г. Пермь. Россия.
Тел.: (3422) 124-434. Факс: (8432) 126-237. E-mail: [email protected]
2
Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук.
Пр. Академика Лаврентьева, 5. г. Новосибирск 630090. Россия. Факс: (3832) 343-056. E-mail: [email protected]
_______________________________________________
*Ведущий направление; +Поддерживающий переписку
Ключевые слова: фосфорорганические лиганды, асимметрический катализ, комплексы переходных металлов.
Резюме
Рассмотрены методы синтеза оптически активных фосфорсодержащих лигандов на основе стереоспецифических превращений
природных соединений: гидроксикислот, аминокислот, углеводов, терпеноидов и стероидов. Обсуждаются трансформации производных ряда
бинафтила, бифенила, ферроцена в атропоизомерные бисфосфины, аминофосфины, фосфиниты. Приведены примеры асимметрических
превращений, катализируемых комплексами переходных металлов с хиральными фосфорорганическими лигандами.
Оглавление
Введение
1. Природные соединения в синтезе хиральных фосфорорганических лигандов
1.1. Синтезы на основе гидроксикислот
1.2. Синтезы на основе аминокислот
1.3. Синтезы на основе углеводов
1.4. Синтезы на основе терпенов и стероидов
2. Синтез хиральных фосфорорганических лигандов из оптически неактивных соединений
2.1. Производные 1,1’-бинафтила
2.2. Производные бифенила
2.3. Производные ферроцена
2.4. Другие ахиральные соединения в синтезе фосфорсодержащих лигандов
Введение
Хиральные фосфорорганические лиганды (ФОЛ) играют важную роль при решении задач асимметрического синтеза.
Именно комплексы переходных металлов с моно- и бидентатными хиральными фосфинами и фосфинитами позволили
осуществить с высокими оптическими и химическими выходами такие важные реакции, как энантиоселективное гидрирование,
изомеризация аллиламинов, нуклеофильное замещение, карбонилирование алкенов и другие. В качестве уникального примера
промышленного использования хиральных бисфосфиновых комплексов можно привести так называемый "Такасаго-процесс"
получения оптически активного L-ментола из изопрена, ключевой стадией которого является изомеризация диэтилнериламина
в енамин 3-(R)-цитронеллаля.
Подавляющее большинство хиральных ФОЛ представляет собой продукты энантиоспецифических превращений
природных оптически чистых соединений, либо получается из различных ахиральных веществ с разделением рацематов на
одной из стадий синтеза [1-5]. Среди природных соединений, стереоспецифические превращения которых были использованы в
синтезе хиральных ФОЛ, наибольшее внимание уделено гидрокси- и аминокислотам, а также углеводам. Меньшее
распространение получил синтез на основе терпеноидов и стероидов. В качестве оптически неактивных исходных веществ для
синтеза хиральных ФОЛ в основном использовались ароматические соединения, трансформируемые в атропоизомерные
структуры.
Поскольку синтез хиральных ФОЛ в литературе систематически не рассматривался, настоящий обзор является первой
попыткой обобщения материалов на эту тему.
1. Природные соединения в синтезе хиральных ФОЛ.
1.1. Синтезы на основе гидроксикислот.
(R,R)-2,3-O-изопропилиден-2,3-дигидрокси-1,4-бис(дифенилфосфино)бутан (DIOP) (7) (схема 1), полученный на основе
стереоспецифических трансформаций (+)-(2R,3R)-винной кислоты (1) лиганд DIOP (7) является одним из первых бисфосфинов,
широко и систематически изученных в качестве хиральных лигандов металлокомплексных катализаторов асимметрических
реакций [6]. Его синтезу предшествовали безуспешные попытки превратить дихлорэфир 2 в целевой 1,2-дифосфин 3. Однако
реализация этого подхода не привела к желаемому результату. При замещении хлора в 2 различными нуклеофилами (HPPh2,
MPPh2, где М=Li, Na, K) во всех случаях вместо 1,2-бисфосфина 3 был выделен оптически неактивный фосфиноксид. Более
плодотворным оказался подход, основанный на превращениях диэтил-L-тартрата (4), который действием 2,2-диметилпропана в
присутствии кислотного катализатора превратили в ацетонид, восстановленный алюмогидридом лития в диол 5. Обработка
последнего тозилхлоридом в пиридине привела к дитозилату 6, превращенному с помощью дифенилфосфида натрия в целевой
(-)-транс-4,5-бис[дифенилфосфинометил]-2,2-диметил-1,3-диоксолан, (-)-DIOP (7). Аналогичный подход был использован в
синтезе диметоксифосфина 8.
В отличие от диметоксипроизводного 8 ацетонид 7 является кристаллическим соединением, что позволяет значительно
упростить процедуру его выделения и дополнительной очистки. В последствии было показано, что наличие транс-диоксолано© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. № 8.
________ Ул. К. Маркса, 68. 420015 Казань. Татарстан. Россия. _______ 27
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
вого кольца обеспечивает бисфосфину 7 более жесткую конформацию при координации на атоме переходного металла и
способствует увеличению стереоселективности соответствующего металлокомплексного катализатора.
Схема 1.
HO
CO2H
Cl
CO2R
Ph2P
CO2R
HO
CO2H
Cl
CO2R
Ph2P
CO2R
1
EtOH, H+
CO2Et
HO
1. Me2C(OMe)2
TsOH
(94 %)
O
2. LiAlH4
(78 %)
CO2Et
HO
4
3
2
OH
O
(94 %)
O
OH
O
NaPPh2
TsCl, Py
5
OTs
(20 %)
OTs
или
Na+K, PPh3
(72 %)
6
MeO
O
PPh2
PPh2
O
7
PPh2
PPh2
MeO
8
На всех стадиях этого синтеза DIOP (7) были достигнуты довольно высокие выходы, за исключением стадии
фосфинилирования, снижающей общий выход до 27% [7]. В связи с этим была предложена усовершенствованная процедура,
основанная на реакции дитозилата 6 с дифенилфосфид-анионом, образующемся in situ взаимодействием трифенилфосфина со
сплавом Na и К. Использование этого метода увеличило общий выход лиганда до 49% [8].
Целенаправленную модификацию лиганда 7 осуществили путем вариация заместителей при атомах фосфора и
ацетализации гидроксигрупп с помощью различных карбонильных соединений.
При взаимодействии дитозилата 6 с диарилфосфидами лития были получены симметричные бисфосфины 9а-е (схема 2)
[9-11].
Схема 2.
Me
6
O
LiPAr2
PAr2
PAr2
O
Me
9а, Ar =
9в, Ar =
9б, Ar =
9г, PAr2 =
9д, Ar =
Me
OMe
Me
9а-е
P
9е, Ar =
NMe2
Me
Несимметричные аналоги (-)-DIOP (11а,б) (схема 3), содержащие при атоме фосфора различные по строению арильные
заместители, были синтезированы путем последовательной обработки дитозилата 6, затем монофосфинов 10а,б
соответствующими диарилфосфидами лития [10].
Схема 3.
6
LiPAr12
O
LiPAr22
OTs
1
PAr
O
O
PAr22
PAr12
O
2
10а,б
10а, 11а, Ar1 = Ph
Ar2 =
10б, 11б, Ar1 =
NMe2
Me
11а,б
Синтез алкилфосфиновых аналогов (-)-DIOP был осуществлен из дитозилата 6 через промежуточный дифторид 12
(схема 4), реакция которого с диалкилфосфидами лития привела к бисалкилдифосфинам (-)-EtDIOP (13а), (-)-PriDIOP (13б), (-)CyDIOP (13в) [12].
Схема 4.
6
O
KF
F
F
O
LiPAlk2
O
PAlk2
PAlk2
O
12
13а, Alk = Et
13б, Alk = iPr
13а-в
13в, Alk = Cy
Хиральный бисфосфин (-)-DIOCP (19) (схема 5), содержащий при атомах фосфора помимо фенильных радикалов
циклогексильные группы, был синтезирован из 2,3-О-изопропилиден-L-треитола 5 [13].
Схема 5.
5
BnBr, NaH
Bu4NI
O
OH
1. TsCl, Py
O
OBn 2. NaPPh2
O
O
14
O
O
PCy2 1. MsCl, Py
OH
2. LiPPh2
O
17
PPh2 10% H2O2
OBn
16
O
PCy2
PPh2
O
18
PPh2 H2, Ni
OBn
O
15
O
O
O
HSiCl3/NEt3
O
PCy2
PPh2
O
19
Синтез водорастворимых модификаций известных лигандов, в том числе (-)-DIOP, позволяет решить ряд проблем
гомогенного катализа. В частности, использование водорастворимых катализаторов асимметрического гидрирования в
двухфазных водно-органических системах, значительно упрощает процедуру отделения находящихся в органической фазе
продуктов реакции от катализатора. Остающийся в водной фазе родий-фосфиновый комплекс может быть использован
28 __________________ http://chem.kstu.ru ______________ © Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
27-54
многократно без значительной потери эффективности. На практике водорастворимые лиганды получают путем введения в
структуру бисфосфина высокополярных функциональных групп. Наглядным примером может служить кватернизованный по
атому азота тетрааминный аналог (-)-DIOP (9е) (схема 6), входящий в состав водорастворимых хиральных комплексов 20а и
20б [14].
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
Схема 6.
Me3OBF4
[Rh(NBD)Cl]2
NaBF4
[BF4-]5
20a
+
(PhNMe2)2
P
O
Rh
O
P
(PhNMe2)2
9е
4+
+
(PhNMe3)2
P
O
Rh
O
P
(PhNMe3)2
+
4+
+
(PhNHMe2)2
P
O
Rh
O
P
(PhNHMe2)2
+
BF4-
HBF4
20
[BF4-]5
20б
Группы, обеспечивающие структурным аналогам (-)-DIOP растворимость в воде, могут находиться не только при
ароматических функциях, но и в диоксолановом кольце. Так, на схеме 7 представлен синтез аналогов DIOP (23а-д), в том числе
водорастворимых полиоксадиоксоланов 23г,д. Фосфины 23а-д были получены исходя из продуктов конденсации диола 21 с
различными альдегидами и кетонами [9, 15-16].
Схема 7.
H+
HO
R1R2C=O
или
OTs
6
OTs
HO
R1 O
R1R2C(OMe)2
R
H+
21
OTs
O
2
R1 O
NaPPh2
OTs
R
2
23а-д
22а-д
R1=R2=(CH2)4
22а, 23а
1
22г, 23г
R =R =(CH2)5
22в, 23в
R1=H, R2=Ph
R1=H,
R2=-CH2O(CH2CH2O)5CH3
2
22б, 23б
PPh2
PPh2
O
22д, 23д
R1=H,
R2=-CH2O(CH2CH2O)16CH3
Ниже приведены схемы синтезов серии аналогов (-)-DIOP, водорастворимость которых обусловлена наличием
гидроксилсодержащих заместителей в диоксолановом цикле.
Схема 8.
21
Me6Si2,
Me3SiCl
Me3SiO
R1R2C=O
OTs
OTs
Me3SiOTf
Me3SiO
R1 O
R
2
OTs
O
R1 O
LiPPh2
OTs
для 25б-д
R
+
для 25в
1
PPh2
26б-д
25а-д
24
PPh2
O
2
2
25а R =Ph, R =CH2OAc
Me
25в R1=Me, R2=CH2OAc
25г R1=H, R2=o-AcO-Ph
25д R1=H, R2=p-AcO-Ph
PPh2
O
O
O
25б, 26б R1=Ph, R2=Me
26в R1=Me, R2=CH2OH
26г R1=H, R2=o-HO-Ph
26д R1=H, R2=p-HO-Ph
27
Как показано на схеме 8, лиганды 26б-д были получены из соответствующих дитозилатов 25б-д реакцией с
дифенилфосфидом лития, протекающей с одновременным гидролизом ацетильных групп. При фосфинилировании дитозилата
25в было отмечено существенное снижение выхода бисфосфина 26в за счет образования циклического продукта
алкилирования 27.
Чтобы избежать нежелательной циклизации на заключительной стадии синтеза, ацетильную группу в соединении 25а
(схема 9) заменили тетрагидропиранильной. Дальнейшие трансформации эфира 29 привели с хорошим выходом к целевому
бисфосфину 26а [17].
Схема 9.
25а
NaOMe Ph O
HO
O
28
OTs
O
Ph O
+
OTs H
THPO
OTs
OTs
O
29
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8.
LiPPh2
Ph O
THPO
PPh2
O
PPh2
CF3CO2H
HO
Ph O
PPh2
O
PPh2
26a
30
______________
E-mail: [email protected]
______________________ 29
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
При взаимодействии диэтилтартрата 4 (схема 10) с моноацеталями бутан-2,3-диона 31 вместо ожидаемого диоксолана
32 был получен 1,4-диоксан 33, исходя из которого были синтезированы хиральные бисфосфины нового структурного типа 35 и
37 [18, 19].
Схема 10.
CO2 Et
HO
EtO2 C
EtO2 C
H+
CO2 Et
HO
OR
32
OO
4
R=Me, Et
TsO
Ph 2 P
OO
Ph 2 P
OR
34
H+
OR
KPPh2
O
O
2. TsCl, Py TsO
OR
33
RO OR
OR
1. LiAlH4
OR
35
HSiEt3, SnCl4
O
31
EtO2 C
O
EtO2 C
O
TsO
TsO
O
KPPh2
O
O
Ph 2 P
OO
Ph 2 P
36
32
37
Другое направление в синтезе С2-симметричных лигандов заключается в структурных преобразованиях (+)-(2R,3R)винной кислоты в 1,2-бисфосфины пирролидинового типа. Так, при нагревании кислоты 1 с бензиламином был получен
циклический имид 38 (схема 11), восстановленный действием NaBH4 в ключевой дигидроксипирролидин 39. Последний
послужил базовым соединением для лиганда DEGUPHOS (41а), его аналогов с различными заместителями в ароматических
фрагментах 41б,в и лиганда PYRPHOS (43). Наличие аминогруппы в молекулах лигандов такого структурного типа
значительно облегчает их выделение из реакционной смеси и дальнейшую очистку в виде гидрохлоридов.
Схема 11.
1
O
BnNH2 HO
NaBH4/BF3 HO
NBn
HO
38
MsCl, NEt3 MsO
NBn
HO
O
NBn
Ar2P
MsO
39
40
H2, Pd
+
NH2 OAc-
41 а-в
M=Na для 41а
M=Li для 41 б, в
AcOH
MsO
Ar2P
MPPh2
NBn
41а, Ar =Ph
NaPPh2
Ph2P
41б, Ar =
NH
NMe2
Me
Ph2P
MsO
42
41в, Ar =
43
OMe
Me
Ацилирование вторичной аминогруппы бисфосфина 43 (схема 12) позволяет с количественным выходом получить ряд
его модификаций, в том числе С2-симметричные лиганды 44е и 44ж - диамиды щавелевой и терефталевой кислот [21-23].
Схема 12.
RCOCl или (RCO)2O
44а, R=Ph
44б, R=-OBut
44в, R=-(CH2)3CO2H
44г, R=-CH2OCH2CH2OCH3
44д, R=-CH2(OCH2CH2)3OCH3
Ph2P
NCOR
Ph2P
44а-д
43
Ph2P
(COCl)2
O
NC ]
Ph2P
2
44е
COCl
ClOC
Ph2P
PPh2
O
O
NC
CN
PPh2
Ph2P
44ж
Кватернизация аминогруппы бисфосфина 46 (схема 13) в составе родиевого комплекса приводит к водорастворимому
катализатору 48 [21-23].
Схема 13.
43
Ph2P
HCO2Me
NCOH
H2, 2 атм
LiAlH4
Ph2P
Ph2P
__________________
46
+
Ph2
P
30
NaBF4
Ph2P
45
Rh
[Rh(COD)Cl]2
NMe
NMe
[BF4-]2
Me3OBF4
Ph2
P
Rh
P
Ph2
P
Ph2
47
48
http://chem.kstu.ru
______________
2+
+
NMe2
[BF4-]2
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
27-54
Имид 38 (см. схему 11) был использован для синтеза бисфосфинита 49 (схема 14) полученного обработкой соединения
38 дифенилхлорфосфином в пиридине [24].
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
Схема 14.
38
O
Ph2 PO
PPh2Cl
NBn
Py
Ph2 PO
O
49
Взаимодействие диизопропилтартрата 4а с бис(диметиламино)этилфосфинитом привело к циклическому монофосфиту
50 (схема 15) [25].
Схема 15.
CO2 Pri
HO
P(NMe2)2OEt
CO2 Pri
HO
O
CO2 Pri
O
CO2 Pri
EtOP
50
4a
Природные α-гидроксикарбоновые кислоты также являются подходящими соединениями для синтеза
фосфорорганических лигандов, в том числе бидентатных. Между тем, общая методология, разработанная для получения
хиральных 1,2-бисфосфинов включает трудновоспроизводимую стадию взаимодействия вицинальных дитозилатов с
фосфидами щелочных металлов. Как правило, параллельно с реакцией SN2-замещения протекает конкурирующая реакция
элиминирования, приводящая к промежуточным оксиранам. Последние подвергаются повторной нуклеофильной атаке фосфиданионом, вызывающей образование смеси нежелательных гидроксимонофосфинов. При повышении температуры до
комнатной, либо при низких концентрациях интермедиатов эта реакция становится доминирующей, что существенно снижает
выход (до 10%) целевых бисфосфинов. Несмотря на это из S-(+)-молочной (51) и S-(+)-миндальной (52) кислот (схема 16) были
приготовлены известные бисфосфины (R)-PROPHOS (60) и (R)-PHENPHOS (61) с выходами 10% и 20% соответственно.
Аналогично был синтезирован С2-симметричный 1,2-бисфосфин (S,S)-CHIRAPHOS (64) из полученного ферментацией
(2R,3R)-бутандиола 63. Лиганд (R)-CYCPHOS (62) синтезировали из S-(+)-гексагидроминдальной кислоты (53), полученной
восстановлением S-(+)-миндальной кислоты (52) в присутствии 5% родия на окиси алюминия.
Схема 16.
R
TsCl
Py
R
LiAlH4
CO2 H
HO
HO
51-53
OH
R
MPPh2
TsO
54-56
OTs
R
Ph 2 P
PPh2
60-62
57-59
51, 54, 57, 60, R=Me
H2, 3 атм
52
5% Rh/Al2O3
53
52, 55, 58, 61, R=Ph
53, 56, 59, 62, R=Cy
1. TsCl, Py
HO
63
2. LiPPh2
OH
Ph 2 P
64
PPh2
(R)-PHENPHOS был выделен из реакционной смеси кристаллизацией из этанола. Бисфосфины (R)-PROPHOS,
(R)-CYCPHOS и (S,S)-CHIRAPHOS были отделены от побочных продуктов в виде нерастворимых комплексов с Ni(II),
последующая обработка которых цианидом натрия привела к оптически чистым лигандам 60, 62 и 64 [26-29].
Водорастворимые модификации лигандов (R)-PROPHOS и (S,S)-CHIRAPHOS синтезированы путем введения
высокополярных заместителей в фенильные группы. Тетрасульфонировнные (R)-PROPHOS (60а) и (S,S)-CHIRAPHOS (64а)
(схема 17) были получены прямым сульфонированием хиральных лигандов 60 и 64 в олеуме при 0о С в течение недели.
Тетрасульфонированный (R)-PROPHOS (60а) при этом удалось выделить только в виде фосфиноксида [30].
Схема 17.
1. H2SO4
Ph 2 P
PPh2
2. NaOH
60
Ar2 P
O
60a
PAr 2
O
1. H2SO4
Ph 2 P
64
PPh2
2. NaOH
Ar =
Ar2 P
PAr 2
64a
SO3 Na
Исходя из L-яблочной кислоты (65) (схема 18) были синтезированы моно-, би- и тридентатные хиральные фосфиновые
лиганды, в которых только одна дифенилфосфиновая группа непосредственно связана с хиральным центром.
Восстановление соединения 65 комплексом BH3.SMe2 и стандартная двухстадийная обработка триола 66 привели к
1,2,4-трисфосфину 67 [31].
Его целенаправленные трансформации, включающие получение промежуточного никелевого комплекса 68 (схема 19)
завершились образованием лигандов 70а,б [32].
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8.
______________
E-mail: [email protected]
______________________ 31
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
Схема 18.
HO3C
OH
a) BH3.SMe2
или
б) 1. MeOH, H+
2. LiAlH4
CO3H
OH
65
PPh2
1. TsCl, Py
2. LiPPh2
OH
OH
Ph2P
66
Схема 19.
67
X
PPh2
NiCl2
Ph2P
NaCN
Ph2P
PPh2
Ni
Cl
X
PPh2
O2 или S8
Cl
Ni
Cl
PPh2
PPh2
Ph2P
PPh2
69a, 70a X=O
Cl
70 а,б
69а,б
68
PPh2
67
69б, 70б X=S
Триол 66 (схема 20) полученный восстановлением диметилового эфира L-яблочной кислоты, послужил стартовым
соединением в синтезе хирального 1,3-бисфосфина 76. Для этого соединение 66 действием формальдегида перевели в смесь
циклических ацеталей 71 и 72, которую без разделения обработали метансульфохлоридом. Из смеси образовавшихся
метансульфонатных эфиров был выделен необходимый продукт 73, который в пять стадий превратили в целевой бисфосфин 76,
охарактеризованный в виде стабильной бис(четвертичной соли) 77 [33].
Схема 20.
OMs
OH
66
CH2O, H+
O
O
OH
H+
O
O
77%
23%
71
74
+
72
1.MsCl, Et3N
1.KI
2.разделение
изомеров
2.H2, Pd/C,
Et3N
1.MsCl,Et3N
O
PPh2 PPh2
75
O
O
74
+
Me PPh2 [PF -]
6 2
1.MeI
2.LiPPh2
OH
OH
O
73
2.NH4PF4
76
Me PPh2
+
77
Синтез хиральных монофосфинов 83а,б (схема 21) из L-яблочной кислоты основан на превращениях промежуточного
пирролидина 79, полученного, в свою очередь, восстановлением амида 78 алюмогидридом лития без эпимеризации хирального
центра, либо путем внутримолекулярной циклизации этоксиэтильного эфира 81, приготовленного в две стадии из диэтилового
эфира L-яблочной кислоты [34].
Схема 21.
O
AcCl
65
LiAlH4
NBn
BnNH2
AcO
NBn
HO
O
78
H+
+
1.EtOH, H
2.CH2=CHOEt
3. LiAlH4
OH
OH 1.TsCl, Py
O
OEt
2.BnNH2
79
1.H2, Pd/C, H+
2.K2CO3, (ButOCO)2O
1.TsCl, Py
2.LiPPh2
NBn
NR
OEt
Ph2P
82
81
80
1.TsCl, Py
2.LiPPh2
O
NCO2But
HO
83а,б
83а R=Bn
83б R=CO2But
На схеме 22 представлен синтез бисфосфина 87, исходным соединением для которого послужил оптически активный
пантолактон 84. Тозилирование триола 85 с последующим фосфинилированием привело вместо ожидаемого трисфосфина к
бисфосфину 86, превращенному в бидентатный лиганд 87 [31].
Схема 22.
OH
O
O
LiAlH4
OH
HO
OH 1.TsCl, Py
2.LiPPh2
85
84
OH
PPh2
Ph 2 P
86
BzCl
OBz
PPh2
Ph 2 P
87
Металлокомплексы на основе DIOP проявляют в реакциях гидрирования высокую каталитическую активность при
энантиоселективности, варьирующейся от умеренной до высокой в зависимости от строения гидрируемого субстрата.
Оптические выходы продуктов при гидрировании свободных N-ациламинокоричных кислот значительно выше (25-81% ее), чем
при гидрировании соответствующих им эфиров на тех же катализаторах (5-55% ее) [4]. Наилучшие для этого лиганда
оптические выходы (90-92% ее) были получены при восстановлении некоторых енамидов с использованием катионного
комплекса [Rh(COD)(DIOP)]+ClO4- [3]. Модификация DIOP м-метильными группами в каждом ароматическом кольце
позволила повысить оптический выход в асимметрическом синтезе производных 3-(3,4-дигидроксифенил)аланина до 88% ее
[9]. Аналоги DIOP с электронодонорными заместителями при атоме фосфора были успешно использованы в качестве
катализаторов асимметрического гидрирования электронодефицитных олефинов и карбонильных соединений. Так,
итаконовая кислота и ее β-арилзамещенные аналоги были восстановлены на комплексах Rh(I) с лигандами 9д,е (см. схему 2) с
оптическими выходами 91-96% ее, тогда как при использовании немодифицированного DIOP энантиоселективность
восстановления не превышала 58% ее [11]. Комплексы Rh(I) с хиральными пералкилдифосфинами 13а-в (см. схему 4) были
успешно применены для гидрирования α-кетоамидов и N-(α-кетоацил)-α-аминоэфиров. Было показано, что активность и
32
__________________
http://chem.kstu.ru
______________
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
27-54
энантиоселективность катализатора увеличиваются с увеличением объема алкильного заместителя при атоме фосфора в
лиганде. Лучшие результаты (до 77% ее) получены с использованием лиганда CyDIOP (13в) при гидрировании
N-бензилфенилглиоксиламида [12]. Лиганд DIOCP (19) (см. схему 5) в составе комплекса с Rh(I) оказался более
энантиоселективным катализатором для асимметрического гидрирования α-кетопантолактона, чем лиганды DIOP и CyDIOP.
Оптические выходы, полученные с использованием этих катализаторов, составляют 72% ее, 52% ее и 45% ее соответственно
[13]. Модификация DIOP дибензофосфольными группами (лиганд 9г, см. схему 2) привела к значительному снижению
энантиоселективности (с 81% ее до 28% ее) при гидрировании α-ацетамидокоричной кислоты. В то же время, в реакциях
асимметрической гидроэтерификации α-метилстирола использование лиганда 9г в составе комплекса с Pd(II) позволило
увеличить оптические выходы до 44% ее с 9% ее, полученных с использованием DIOP [4].
Модификации ацетальных групп DIOP (23а-в) (см. схему 7) не оказывают заметного влияния на энантиоселективность,
так как не изменяют стерического окружения координационного центра в катализаторе [9,15]. Увеличение
энантиоселективности при гидрировании непредельных кислот с использованием гидроксилсодержащих лигандов 26а,в-д (см.
схемы 8, 9) происходит, по-видимому, за счет дополнительного взаимодействия удаленных от координационного центра
функциональных групп лиганда и субстрата [17]. Гидрирование метил-(Z)-2-N-бензамидоциннамата на комплексах Rh(I) с
лигандами 35 и 37 (см. схему 10) проходило с умеренной энантиоселективностью. Лучший оптический выход (54% ее) был
получен с использованием лиганда 35 с R=Et [19].
Энантиоселективность водорастворимых катализаторов оказалась значительно ниже катализаторов на основе DIOP,
кроме того, применение комплексов 20а и 20б (см. схему 6) привело к изменению знака асимметрической индукции. Это
позволяет предположить, что аммонийные заместители в фенильных кольцах лиганда оказывают значительное влияние на
конформацию хелатного цикла в катализаторе [14]. Гидрирование N-ациламинокоричных кислот с использованием
водорастворимых 1,2- и 1,4-полиоксадифосфинов 23г,д (см. схему 7) в воде привело к снижению оптических выходов до 30%
ее с 75% ее, полученных при гидрировании на тех же катализаторах в этаноле [16]. Энантиоселективность катионного
комплекса Rh(I) с лигандом 26а при гидрировании водных растворов N-ациламинокоричных кислот также не превышала 34%
ее. Добавление к реакционной смеси 0.1 ммоля додецилсульфата натрия в качестве амфифильного агента позволило увеличить
оптические выходы до 77% ее [20].
Гидрирование (Z)-α-ацетамидокоричных кислот на комплексах Rh(I) с лигандами бис(дифенилфосфино)пирролидинового типа (см. схемы 11-12) проходило с высокими оптическими выходами (до 99% ее) [22]. Модификации заместителей
при дифенилфосфиногруппах в лиганде DEGUPHOS (41а) привели к увеличению каталитической активности и повышению
энантиоселективности гидрирования с 92% ее для DEGUPHOS до 94% ее для лиганда 41б и 96% ее для лиганда 41в [23].
Применение катализатора 48 (см. схему 13) для гидрирования в водном растворе натриевой соли α-ацетамидокоричной кислоты
позволило получить (S)-N-ацетилфенилаланин с оптическим выходом 90% ее [21]. Хиральные монофосфинопирролидины 83а,б
(см. схему 21) также предполагается использовать для получения водорастворимых катализаторов асимметрического
гидрирования прохиральных субстратов [34].
Комплексы Rh(I) с лигандами (R)-PROPHOS, (R)-PHENPHOS, (R)-CYCPHOS и (S,S)-CHIRAPHOS (см. схему 16)
являются высокоэффективными катализаторами энантиоселективного гидрирования непредельных предшественников
аминокислот. Оптические выходы, полученные с использованием этих катализаторов, превышали 80% ее, а наилучший
результат - 100% ее – был получен при гидрировании N-ацетамидоизопропилакриловой кислоты при катализе Rh(I) с (S,S)CHIRAPHOS [26-29]. Водорастворимые модификации лиганда (S,S)-CHIRAPHOS (см. схему 17) также продемонстрировали
лучшие оптические выходы (до 94% ее) при восстановлении дегидроаминокислот как в водном растворе, так и в двухфазной
водно-органической системе [14, 30].
Энантиоселективность комплексов Rh(I) с лигандами 67 и 76 (см. схемы 18, 20) в реакциях каталитического
гидрирования предшественников аминокислот оказалась невысокой. Так, восстановление (Z)-α-ацетамидокоричной кислоты с
применением трисфосфина 67 проходило с оптическими выходами до 25% ее [32], а при использовании лиганда 76 оптические
выходы, величина которых зависела от растворителя и субстрата, не превышали 20% ее [33]. Замена одной фосфиногруппы в
лиганде 67 на фосфиноксидную или фосфинсульфидную (см. схему 19) значительно повысила энантиоселективность
катализатора. Использование комплексов Rh(I) с лигандами 70а,б для гидрирования (Z)-α-ацетамидокоричной кислоты
позволило увеличить оптический выход до 72-74% ее [32].
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
1.2. Синтезы на основе аминокислот.
Относительно доступный 4-гидрокси-L-пролин (88) (схема 23) был использован в качестве стартового соединения для
синтеза большого числа эффективных хиральных фосфорсодержащих лигандов. Первыми в ряду производных
гидроксипролина были получены 1,4-бисфосфины (2S,4S)-BPPM (92) и (2S,4S)-PPM (93) [35].
Схема 23.
OH
1.EtOH, HCl
2.NH3
CO2 H
N
H
OH
ButOCON3
Et3N
N
H
88
OTs
91
1.LiAlH4
2.TsCl, Py
CO2 Et
N
CO2 But
CO2 Et
89
90
PPh2
PPh2
CF3CO2H
NaPPh2
N
CO2 But OTs
OH
N
H
N
CO2 But PPh2
92
PPh2
93
Для синтеза хирального лиганда (2R,4R)-BPPM (97) (схема 24), оптического антипода бисфосфина 92, потребовалась
последовательная эпимеризация двух хиральных центров 4-гидрокси-L-пролина (88) [36].
Строение бисфосфинопирролидинов открывает дополнительные возможности для синтеза многочисленных
модификаций, например, амидов 98а-г, карбамидов 99а-в или карбаматов 100а,б (схема 25) [37].
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8.
______________
E-mail: [email protected]
______________________ 33
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
Схема 24.
88
OH
1.Ac2O
AcOH
2.HCl
OH
1.EtOH, HCl
2.NH3
3.ButOCON3
HCl.N
H
1.TsCl
2.Et4NOAc
CO2 Et 3.OH
OH
CO2 Et
N
CO2 But
N
CO2 But
CO2 H Et3N
94
95
PPh2
1.LiAlH4
2.TsCl, Py
3.NaPPh2
N
CO2 But PPh2
97
96
Схема 25.
93
R1COCl,
Py или Et3N
R1=H
98а
98б
98в
98г
PPh2
HCO2H, AcOH
или
N
PPh2
COR1
R1=Me
R1=Ph
R1=But
100а
R3=Me
100б
R3=Ph
PPh2
N
CO2R3
PPh2
N
CONHR2
98а-г
R2NCO
R2=Me PPh2
R2=But
R2=Ph
99а
99б
99в
PPh2
99а-в
100а,б
3
R OCOCl
Другое плодотворное направление в дизайне лигандов пирролидинового типа можно проиллюстрировать синтезом
бисфосфинов 109-112 (схема 26) с различными комбинациями циклогексильных и фенильных групп при атомах фосфора [38-39].
Схема 26.
1. NaPPh2
O
Cy2P
2. 10% H2O2
3. H2, 5% Rh/Al2O3
OMs
t
1. Bu Me3SiCl
2. MsCl
88
1.MsCl
N
Ms
HO
2.LiAlH4
THPO
2.
N
Ms
O
,H
106
1. HBr, PhOH
Cy2P
2. HSiCl3/NEt3
N
CO2But
PPh2
108
HSiCl3/NEt3
107
PPh2
N
CONHPh
PPh2
N
Ms
2. NaPPh2
N
Ms
Cy2P
105
O
1. HBr, PhOH
O
Ph2P
2. HSiCl3/NEt3
3. (ButOCO)2O
N
CO2But PCy2
111
110
Cy2P
107
PPh2
Cy2P
N
Ms
O
109
PhNCO
Cy2P
Ph2P
O
Cy2P
(ButOCO)2O
N
H
Ph2P
1. MsCl
3. HCl/MeOH
OTs
4. 5% Rh/Al2O3
103
N
Ms
106
HO
1. NaPPh2
2. 10% H2O2
1. TsCl
+
2. NaPPh2
OH
104
OH
101
1. MsCl
N
Ms
OSiMe2But
102
N
Ms
O
Cy2P
112
Аналогичная последовательность превращений была использована для синтеза лиганда 114 (схема 27), изомера
бисфосфина 108, исходя из N-(метилсульфонил)-4-гидрокси-D-пролинола 113, приготовленного, согласно [36], эпимеризацией
хиральных центров 4-гидрокси-L-пролина (88) [40].
Схема 27.
HO
88
[38]
[36]
N
Ms
Cy2 P
Cy2 P
MeNCO
N
H
OH
PPh2
N
CONHMe
PPh2
114
113
115
Хиральные пералкилбисфосфины 118 и 119а-в (схема 27) были получены путем превращений бисфосфина 92, подробно
показанных на схеме 28 [12].
Схема 28.
Cy2P
92
1. 10% H2O2 Cy2P O
2. HCl/MeOH
3. 5% Rh/Al2O3
HSiCl3/NEt3
N
H Cy2P O
116
PCy2
N
CONHR
RNCO
Cy2P
119а-в
N
H
117
PCy2
119а R=Ph
119б R=Cy
(ButOCO)2O
119в R=But
Cy2P
N
PCy2
CO2But
118
34
__________________
http://chem.kstu.ru
______________
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
27-54
Наряду с аналогами (2S,4S)-BPPM, содержащими в структуре дициклогексилфосфиновые группы, были получены
многочисленные лиганды 120а-г и 121а-в (схема 29) с метил-, метокси- и диметиламинофункциями при ароматических циклах
бисфосфиновых фрагментов [41-43].
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
Схема 29.
PAr22
Ar2P
Ar2PH
91
1.Ar12PLi
91
N
PAr2
CO2But
n-BuLi
2.Ar22PLi
N
1
CO2But PAr 2
120а-г
121а-в
120а, Ar = o-MeO-C6H4
121а,
120б, Ar = м-MeO-C6H4
120в, Ar = п-MeO-C6H4
Ar1=Ar2=п-NMe2-C6H4
Ar2=C6H4
121б,
Ar1=C6H4
Ar2=п-NMe2-C6H4
120г, Ar =
121в,
Ar1=п-NMe2-C6H4
Me
OMe
Me
Спирт 122 (схема 30) полученный декарбоксилированием 4-гидрокси-L-пролина (88), был превращен в хиральные
монофосфины 126а-в. Лиганды 126а,б были хроматографически очищены в виде их палладиевых комплексов 127а,б,
регенерация которых цианидом калия привела к свободным оптически чистым монофосфинам. Следует отметить, что
восстановление фосфиновых интермедиатов 125а и 125б алюмогидридом лития в фосфины 126а и 126б протекало
относительно гладко, без отщепления дифенилфосфиновой группы при хиральном центре С4. В то же время, восстановление
алюмогидридом лития бисфосфина 125в привело к монофосфину 126в вместо ожидаемого тридентатного P,N,P-лиганда [34].
Схема 30.
1.
88
HO
O
1.MsCl
2. (ButOCO)2O
Ph2P
RCOCl
2.LiPPh2
N
CO2But
Ph2P
Et3N
N
H
123
122
N
N
PPh2CH2CO
124
Ph2P
LiAlH4
Ph2P
Na2PdCl4
NaI
N
COR
N
CH2R
125а,б
126а,б
Ph
I
P
Ph
Pd
KCN
I
N
R
127а,б
Ph2P
LiAlH4
N
Et
N
COCH2PPh2
125а,126а,127а R=Ph
126в
125в
125б,126б,127б
R=
MeO
Синтез хиральных бисфосфина 135 и трифосфина 131 (схема 31) осуществили из L-глутаминовой кислоты (130).
Схема 31.
LiAlH4
NaNO2/HCl
HO2 C
H2N
128
CO2 H
O
CO2 H
O
BH3.SMe2
O
O
2.LiPPh2
PPh2
131
OH
PPh2
1.TsCl, Py
OMe 2.LiPPh Ph 2 P
2
HO
OMe
133
132
PPh2
Ph 2 P
130
LiAlH4
O
OH
OH
129
MeI, NaH
O
1.TsCl, Py
OH
HO
OMe
135
134
Для синтеза фосфиноксида 138а и фосфинсульфида 138б был использован известный прием, потребовавший
дополнительного получения Ni-комплекса, окисление либо сульфирование которого привели к комплексам 137а и 137б
соответственно. Их обработка цианидом натрия завершила синтез целевых лигандов [31-32]
Схема 32.
Cl
131
NiCl2
Ph2P
Ph2P Ni
Cl
PPh2
Cl
O2
или
S8
Ph2
P
Ph2P
PPh2
X
138а,б
137а,б
137a, 138a
PPh2
Ph2
P
NaCN
PPh2
X
136
Cl
Ni
X=O
137б, 138б X=S
На схеме 33 детально рассмотрены несколько подходов к синтезу хиральных 1,2-бисфосфинов, аминоалкилфосфинов
или аминофосфинофосфинитов на основе энантиоспецифических трансформаций биогенных и аномальных аминокислот.
Первой стадией в синтезе бисфосфинов является трансформация аминогруппы в спиртовую взаимодействием исходной
аминокислоты с НNO2. Так, из (S)-фенилаланина 139а и (S)-валина 139б были получены соответствующие гидроксикислоты
140а,б, превращенные традиционным способом в хиральные бисфосфины 142а,б [44].
Из (S)-валина, (S)-фенилаланина, (R)-фенилглицина, (R)-циклогексилглицина, (S)-аланина, (S)-лейцина, (S)-изолейцина,
(R)-трет-лейцина 139а-з и (S)-пролина 139и последовательностью превращений, включающей стадии N-алкилирования,
восстановления, хлорирования были синтезированы хиральные лиганды 146а-и. Следует отметить, что ключевые
β-(диметиламино)спирты 144б-г с более высоким выходом получаются N-метилированием аминоспиртов 143б-г,
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8.
______________
E-mail: [email protected]
______________________ 35
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
приготовленных восстановлением соответствующих аминокислот либо из эфиров. Для получения бисфосфина 148 была
проведена термическая перегруппировка хлорпроизводного 145д в присутствии трет-бутилата калия [24, 45-46].
N-Формилированные аминокислоты 139а,д,е,к,л после восстановления алюмогидридом лития были превращены в
хиральные фосфорсодержащие лиганды 150а,д,е,к,л [47-49].
Схема 33.
R
CO3H
140а,б
OH
141а,б
Cl
R
1.TsCl, Py
HO
HO
NaNO2/HCl
R
LiAlH4
2.MPPh2 Ph2P
M=Li, Na, K
t
142а,б
139а-з
148
to для 145д
R
CO2H
PPh2 NMe2
147
для 139а,б
R
*
H2N
HPPh2
HCl.NMe2 Bu OK
PPh2
для 139а,д-з
*
H2, HCHO Me N
2
Pd/C
CO2H
R
*
Me2N
LiAlH4
143а,д-з
для 139 б-г
LiAlH4
1.HCl
2.SOCl2
OH
HCHO
HCO2H
R
*
H2N
N
H
OH
R
*
MeNH
1.HCO2H, Ac2O
2.LiAlH4
PPh2Cl, Et3N
OH
PPh2
146а-з
145а-з
144а-з
143б-г
для 139 а,д,е,к,л
HPPh
2
R
R
ButOK
*
*
Me2N
HCl.NMe2 Cl
CO3H
N
Me
139 и
PPh2
146 и
R
*
MeNPPh2 OPPh2
150 а,д,е,к,л
149 а,д,е,к,л
139а,143а, 144а,145а, 146а
R=(S)-Pri
139е,143е, 144е,145е, 146е
R=(S)-Bui
139б,143б, 144б,145б, 146б
R=(S)-Bn
139ж,143ж, 144ж,145ж, 146ж
R=(R)-But
139в,143в, 144в,145в, 146в
R=(R)-Ph
139з,143з, 144з,145з, 146з
R=(S)-Bus
139г,143г, 144г,145г, 146г
R=(R)-Cy
139 к,149к,150к
R=(R)-Bn
139д,143д, 144д,145д, 146д
R=(S)-Me
139 л,149л,150л
R=(S)-Et
(S)-Пролинол (151), полученный восстановлением (S)-пролина 139и, послужил стартовым соединением в синтезе
аминофосфинофосфинитов 152а-к (схема 34) содержащих различные заместители при атомах фосфора [50, 51]
Схема 34.
139и
PPh2Cl
LiAlH4
N
H
OH
N
PR2
Et3N
151
OPR2
152а-г
1.PR12Cl, NEt3
2.PR22Cl, NEt3
N
OPR12
PR22
152д-л
152а
152б
152в
152г
152д
152е
152ж
152з
152и
152к
R=Ph
R=Cy
R=Cp
R=iPr
R1=Cp, R2=Cy
R1=Cy, R2=Cp
R1=Cp, R2=iPr
R1=iPr, R2=Cp
R1=Cp, R2=Ph
R1=Ph, R2=Cp
Тридентатный аминофосфинодифосфинит 156 был получен из оксиаминокислоты (2S,3R)-треонина (153) в соответствии
с приведенным на схеме 35 синтезом [52].
Схема 35.
OH
H2N.HCl CO2Me
OH
MeCO2CHO
NEt3
153
OHCNH
CO2Me
154
OH
LiAlH4
OH
MeNH
155
OPPh2
PPh2Cl
NEt3
MeNPPh2
OPPh2
156
Катализаторы на основе BPPM (92) использовались для гидрирования различных субстратов, протекавшего при
давлении Н2 50 ат. Лучшие оптические выходы (до 91% ее) были получены при использовании лигандов (2S,4S)-BPPM (92) и
(2R,4R)-BPPM (97) (см. схему 24) в составе комплексов с Rh(I) для гидрирования α-ацетамидоакриловых кислот [35-36].
Введение о-метоксизаместителей в ароматические кольца (лиганд 120а, схема 29) увеличило энантиоселективность родиевого
катализатора при гидрировании (Z)-2-ацетиламидокоричной кислоты до 98% ее. Активность катализатора в этой реакции
значительно повысила модификация дифенилфосфиногрупп п-метоксизаместителями. Использование лиганда (120в) позволило
увеличить соотношение [субстрат]/[катализатор] с 103 до 104 [41]. Модификация ВРРМ 3,5-диметил-4-оксиметилфенильными
группами 120г привела к увеличению активности и энантиоселективности катализатора. Гидрирование производных
(Z)-2-ацетамидоакриловых кислот на этом катализаторе происходило с оптическими выходами до 99% ее при 20ат Н2 и
соотношении [субстрат]/[катализатор] 104 [42]. Эти результаты согласуются с предположением, что увеличение
энантиоселективности катализатора происходит за счет стерического эффекта о-метоксизаместителей в ароматических кольцах,
а скорость реакции увеличивают электронодонорные заместители, лучшими из которых являются п-метоксигруппы [41, 42].
Гидрирование кетопантолактона с использованием BPPM происходило с энантиоселективностью до 87% ее при 50о С и
50 ат Н2 [4]. Среди аналогов BPPM, модифицированных дициклогексилфосфиногруппами 109-112, 118 (см. схемы 26, 28)
лучшие оптические выходы (до 91% ее) при тех же параметрах процесса обеспечил лиганд 109. Каталитическая активность
комплексов Rh(I) с лигандами 109 и 118 при гидрировании кетопантолактона оказалась значительно выше активности
катализатора на основе BPPM, что позволило увеличить соотношение [субстрат]/[катализатор] с 102 до 104 [38-39]. С
использованием аналога пералкилированного лиганда 118 с карбамоильным N-заместителем (119в) (см. схему 28)
36
__________________
http://chem.kstu.ru
______________
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
27-54
гидрирование кетопантолактона было осуществлено при комнатной температуре и нормальном давлении Н2, но
энантиоселективность реакции составила только 66% ее [12].
Лучшими катализаторами гидрирования 2-метиленсукцинамовой кислоты среди трех групп N-замещенных
пирролидинбисфосфинов 98а-д, 99а-в и 100а,б оказались комплексы Rh(I) с N-карбамоильными лигандами 99а-в (см. схему
25). Использование этих катализаторов позволило достичь оптических выходов до 77% ее при нормальном давлении водорода,
тогда как гидрирование с лигандами 98а-д и 100а,б протекало только при 30ат Н2 с энантиоселективностью 43-64% ее и 53-66%
ее соответственно [37]. Модификации лиганда ВРРМ п-диметиламиногруппами (см. схему 29) привели к увеличению
активности и стереоселективности катализатора гидрирования диметилитаконата. Лучший результат (93% ее при 100%
конверсии) был получен с использованием комплекса Rh(I) с лигандом 121б, что значительно выше результатов, полученных с
использованием лиганда ВРРМ (5% ее при 36% конверсии) [43].
Лиганды 131 и 135 (см. схему 31) в составе комплексов с Rh(I) продемонстрировали умеренную энантиоселективность
при гидрировании (Z)-α-ацетиламинокоричной кислоты (31-36% ее и 54-58% ее соответственно). Модификация одной из
фосфиногрупп (см. схему 32) повысила энантиоселективность катализатора в реакции гидрирования (Z)-αацетиламинокоричной кислоты до 54-58% ее (для комплекса Rh(I) с фосфинсульфидом 138б) и 85-89% ее (для комплекса Rh(I)
с фосфиноксидом 138а) [31-32].
Комплексы Rh(I) с бисфосфинами 142а,б (см. схему 33) были успешно использованы для энантиоселективного
гидрирования (Z)-α-ациламиноакриловых кислот в соответствующие N-ацил-α-аминокислоты с оптическими выходами 85-99%
ее [44]. В то же время, лиганды этого типа, в отличие от β-диметиламинометилфосфинов 146а-з, неэффективны в
катализируемой комплексами Ni(0) асимметрической реакции кросс-сочетания. Лучшие оптические выходы (до 80% ее) в этой
реакции были получены с лигандами 146а-в,ж. Было показано, что увеличению стереоселективности катализатора
способствует увеличение объема заместителя при хиральном атоме углерода и расположение хирального центра при
диметиламиногруппе. Так, энантиоселективность комплекса Ni(0) с лигандом 148 составила 25% ее, а с его изомером 146д –
38% ее [45, 46]. В реакции асимметрического гидросилилирования ацетофенона комплексы Rh(I) с аминофосфинофосфинитами
150а,д проявили невысокую энантиоселективность (10-26% ее), величина которой зависела от используемого силана [48].
Гидрирование N-ацетиламинокоричной кислоты в присутствии комплекса Rh(I) с аминофосфинофосфинитом 150к
происходило с оптическими выходами до 60% ее, величина которых зависела от условий реакции [49].
Полученные на основе лигандов 152а-к (см. схему 34) катионные комплексы с Rh(I) были использованы в качестве
катализаторов асимметрического гидрирования активированных кетонов, при этом лучшую энантиоселективность (85% ее)
продемонстрировал лиганд 152к [50, 51].
С использованием лиганда 156 (см. схему 35) в катализируемой комплексами Ni(0) реакции асимметрического
гидровинилирования 1,3-циклогексадиена были получены оптические выходы до 93% ее, тогда как энантиоселективность
аминофосфинофосфинитов 150а,д (см. схему 33) в той же реакции не превышала 50% ее [52].
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
1.3. Синтезы на основе углеводов.
Доступность, оптическая чистота, наличие нескольких легко трансформируемых функциональных групп при
асимметрических центрах различной конфигурации делают нативные сахара и их производные привлекательными для синтеза
элементорганических лигандов, в том числе ФОЛ. Однако, на практике наиболее эффективными оказались
энантиоспецифические превращения углеводов, приводящие к получению оптически активных фосфинитов.
На схеме 36 подробно представлен синтез диастереомерных бисфосфинов 161, 163 и бисфосфинитов 162, 164, в котором
промежуточным соединением является 3-О-бензил-1,2-О-циклогексилиден-α-D-глюкофураноза (158) [53].
Схема 36.
HO
HO
TsO
HO
O
OH
O
OBn
HO
OH
157 OH
O
O
TsCl, Py
158
O
Ph 2 P
O
OBn
2. LiPPh2
161
Ph2 PO
Ph 2 P
O
OBn
Ph2 PO
O
O
OBn
O
O
O
162
O
PPh2Cl
Py
LiPPh2
PPh2Cl
Py
O
OBn
O
1. TsCl
160
159
Ph2 PO
Ph 2 P
O
1.AcO2.OH-
2.BnBr, OH-
Ph2 PO
O
OBn
HO
O
O
1.Cy(OMe)2, H+
Ph 2 P
HO
O
OBn
TsO
O
O
163
164
Исходя из α- и β-D-глюкопиранозидов (165) (схема 37) были получены арил- и алкил-О-гликозиды 168а-и,
использованные далее в синтезе хиральных 2,3-бис(дифенилфосфинитов) 169а-и. Для изучения влияния внутримолекулярных
водородных связей на структуру комплексного катализатора и его поведение в реакциях энантиоселективного гидрирования
был осуществлен гидролиз бензилиденовой защиты лиганда 169в в составе родиевого комплекса 170 [54-56].
Применение катализаторов гидрирования с полученными из β-D-глюкопиранозы лигандами 169в-и позволяет успешно
синтезировать (S)-аминокислоты. С целью изучения возможности использования углеводных лигандов для получения
(R)-аминокислот был синтезирован ряд 3,4-бисфосфинитов, в которых конфигурация атомов С3 и С4 обратна конфигурации
атомов С2 и С3 в лигандах 169в-и. При этом предполагалось, что знак асимметрической индукции зависит только от
хиральности двух вицинальных углеродных атомов, находящихся в хелатном цикле комплексного катализатора. В качестве
исходных соединений для получения 3,4-бисфосфинитов нужной конфигурации было выбрано несколько D-моносахаридов (см.
схемы 38, 39 и 40) [57]. Некоторые из этих углеводов были также использованы в синтезе дифосфитных лигандов [58].
Синтезированные из бромацетогенозы 166 три-О-ацетил-D-глюкаль (172) (схема 38) и из хитина 2-амино-2-деокси-Dглюкоза (178) были использованы для получения бисфосфинитов 174, 177 и 180 [57].
Синтез 3,4-бис(дифенилфосфинитов) 183а,б из метил-α-D-глюкопиранозида (181) представлен на схеме 39 [57]. Этот же
моносахарид был использован для синтеза 2,4-дифосфита 186 с объемными заместителями [58].
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8.
______________
E-mail: [email protected]
______________________ 37
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
Схема 37.
HO
AcO
OH
OH
O
AcO
1.Ac2O,Py
OH
OAc
2.HBr/AcOH OAc
OH
PPh2Cl
O
OPPh2
Py
H
O
O
Ph
R
[Rh(COD)Cl]2
169в
OPPh2
H
O
O
HO
+
O OPh
OPPh2
H
OH
O
171
170
167б, 168б, 169б
R=a-OPh
167е, 168е, 169е
R=b-O-(4-NO2-Ph)
167в, 168в, 169в
R=b-OPh
167ж, 168ж, 169ж
R=b-O-(2-NO2-Ph)
167г, 168г, 169г
R=b-OBn
167з, 168з, 169з
R=b-O-(4-MeO-Ph)
167д, 168д, 169д
R=b-O-2-Nf
167и, 168и, 169и
R=b-O-(2-MeO-Ph)
166
1.H2, Pd/C
OAc
OAc
172
TrO
TrO
2.OH-, H+
O
OH
3.TrCl, Py
1.H2O, H
HO
O OMe
OH
OH
Схема 39.
OH
OH
OMe
175
OH
OMe
OH
2.RCOCl
ROCO
OH
O
180
2.EtOH, NaOH
O
OPPh2
OMe
OCOR
183а,б
O
OMe
OH
OH
NHAc
ROCO
OPPh2
RCl, Py
O
OMe
177
O OMe
OPPh2
OPPh2
NHAc
182а,б
1.TsCl, Py
O
OPPh2
OPPh2
PPh2Cl, Py
OMe
OCOR
OH
181
OMe
ButMe2SiO
O OMe
PPh2Cl, Py
O
PPh2Cl, Py
176
OH
Im
1.(Bu3Sn)2O
Bu Me2SiO
O
OH
ButMe2SiO
ButMe3SiCl
O
t
OH
Im
179
HO
174
OPPh2
173
ButMe3SiCl
OH
NHAc
178
O
OPPh2
ButMe2SiO
O
OH
2.MeOH, H+
PPh2Cl, Py
O
OH
HO
+
+
O
PPh2
PPh2
R=a-OMe
AcO
OH
O OPh
OPPh2
+
167а, 168а, 169а
Zn,AcOH
R
168а-и
169а-и
Схема 38.
O
OH
167а-и
O
Ph
168а-и
O
ROH
1.NaOMe
OAc
Br
R
или
2.PhCHO, ZnCl2
H
ArONa OAc
OAc
OAc
166
165
O
Ph
O
O
184а, 185а
R=Ph
184б, 185б
R=tBu
OMe
OR
OR
184
RCl= Cl
186
O
But
P
O
OMe
But
OMe
185
Для синтеза из α-D-маннопиранозида (187) (схема 40) 3,4-бисфосфинита 189 и 2,4- и 4,6-бисфосфитов 191, 193 и 195
были использованы различные способы блокирования гидроксигрупп [57, 58].
Схема 40.
BnO
OMe
HO
O
1.TsCl, Py
O
OMe
Py
OR
O
O
OH
BzO
O
OBz OH
OMe
194
http://chem.kstu.ru
Py
RCl
OMe
192
O
OBz OR
RCl
RCl=185
OMe
RO
O
BzO
O
RO
HO
Me2CO, H+
OH
OMe
191
1.(Bu3Sn)2O
2.BzCl
__________________
O
RCl
O
HO
190
OMe
187
38
Ph2 PO
189
OH
2.EtOH, NaOH
OH HO
OH
O
OPPh2 OBn
188
1.PhCH(OMe)2, H+
2.NaBH4, HCl
HO
BnO
PPh2Cl, Py
O
OH OBn
Py
O
O
O
OMe
OR
193
OMe
RO
195
______________
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
27-54
Бисфосфинит 199 (схема 41) выделенный и очищенный в виде его комплекса с Сu(I), был синтезирован из D-ксилозы
(196) через ди-О-ацетилксилаль 197 [59].
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
Схема 41.
O
OH
1.Ac2O,Py
OAc
OH 2.HBr/AcOH
OH
OH
3.Zn,AcOH
196
O
1.H2, 10% Pd/C
2.OH
OAc
OH
-
PPh2Cl, Py
O
OH
197
O
OPPh2
OPPh2
198
199
Лиганды 203 и 204 (схема 42) были синтезированы взаимодействием 1,2-О-изопропилиден-D-ксилофуранозы (201) с
фосфорхлоридитами 185 и 205 [58].
Схема 42.
HO
HO
O
OH
OH Me2CO
OH
200
O
201
O
R1O
O
OH
1R1Cl
O
H+
Cl
P
R1O
O
OH
O
Py
1
R1O
R Cl = 185
O
OR1
Py
O
R2Cl = 205
205
O
O
203
202
2R1Cl
O
O
OR2
1R2Cl, Py
O
204
O
На схеме 43 приведен синтез хирального 2,4-бисфосфита 208 из D-галактозы (206) [58]. Из этого же соединения был
синтезирован монофосфин 210 [15].
Схема 43.
HO
OH
OH
HO
1.MeOH, H+
O OH
O OMe
RO
RCl, Py
O
O OMe
2.TsCl, Py; 3.EtOH, NaOH
OH
206
O
OH
207
1.Me2CO, H
TsO
O
+
2.TsCl, Py
O
NaPPh2
O O
OPAr
208
Ph2P
O
O
209 O
RCl = 187
O O
210 O
Попытка синтезировать бисфосфин 212 (схема 44) из 1,2-О-изопропилиден-D-ксилофуранозы (201) через дитозилат 211
привела к смеси монофосфинов 213а и 213б.
Схема 44.
TsO
201
NaPPh2
O
OTs
Ph2P
O
R
O
O
O
211
Ph2P
O
PPh2
212
O
O
O
213а,б
NaPPh2
213а R=OH
213б R=OTs
Предполагая, что неудача при синтезе лиганда 212 произошла вследствие стерических затруднений для атаки
дифенилфосфид-ионом атома С3 с α-стороны фуранозидного кольца, был осуществлен обходной маневр, потребовавший
получения 3-оксофуранозида 215 (схема 45), превращенного далее в изомерную смесь непредельных нитрилов 216а,б. Однако
при их взаимодействии с дифенилфосфидом натрия вместо ожидаемой смеси бисфосфинов 217 был получен монофосфин 218,
восстановленный далее в аминофосфин 219 [60].
Схема 45.
TsO
TsO
O
OH
O
O
214
215
O
CN
NaPPh2
LiAlH4
O
R1CR2 O
O
216а,б
PPh2 O
O
O
217
216а R1=CN; R2=H
216б R1=H; R2=CN
O
218
O
PPh2
NaPPh2
R1CR2
O
CH2NH2
O
Ph2P
TsO
O
Ph3P=CHCN
O
O
O
216а,б
TsO
O
P2O5/DMSO
219
Синтез хиральных полиоксадифосфинов общей формулы 224 и из D-маннита (220) (схема 46) осуществили через
промежуточные полиоксадиоксоланы 223, которые, в свою очередь, получили двумя путями: взаимодействием хлоридов с
изопропилиденглицерином 222 и реакцией хлорэфиров 225 с соответствующими алкоголятами. Аналогично, с использованием
натриевого алкоголята N,N-диэтилэтаноламина был получен диоксолан 226, который в две стадии превратили в целевой
бисфосфин 227 [61].
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8.
______________
E-mail: [email protected]
______________________ 39
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
Схема 46.
HO
HO
O
HO
ZnCl2
HO
1.NaIO4
2.NaBH4
OH
O
OH
O
OH
OH
220
O(CH2CH2O)nMe
HO
O
Me2O
ClCH2CH2(OCH2CH2)mO
m=1,2
O
223
PPh2
224
Et2NCH2CH2(OCH2CH2)2O
O
Et2NCH2CH2ONa
для m=1
225
Ph2P
3.LiPPh2
Me(OCH2CH2)qONa
q=0-2
Et2NCH2CH2(OCH2CH2)2O
O
2.TsCl, Py
O
n=1-5
Bu4NHSO4
NaOH
ClCH2CH2(OCH2CH2)mCl
1.H3O
O
Bu4NHSO4, NaOH
222
O
221
Me(OCH2CH2)pCl
p=1-3
O
O(CH2CH2O)nMe
+
1.H3O+; 2.TsCl, Py;
O
Ph2P
3.LiPPh2
226
PPh2
227
Приготовленный из D-маннита ацетонид 228 (схема 47) послужил исходным соединением в синтезе диастереомерных
эпоксидов 229 и 232, восстановленных в ключевые диолы 230 и 233.
Схема 47.
HO
220
1.H2SO4, Me2CO HO
O
1.TsCl, Py; 2. MeOH, K2CO3
O
2.AcOH/H2O
LiEt3BH4
O
OH
O
OH
O
O
O
OH
228
O
229
OH
230
BzO
O
TsO
1.BzCl, Py
2.TsCl, DMAP
O
O
O
OTs
O LiEt BH
3
4
MeOH, K2CO3
O
OH
O
OH
O
OBz
231
232
233
На схеме 48 показан вариант использования диола 230 в синтезе хиральных бисфосфинитов 234а,б, бисфосфина 236 и
фосфоланов 237 и 238. По аналогичной схеме из диола 233 получены диастереомеры этих соединений [62].
Схема 48.
PAr2Cl
O
OPAr2
O
OPAr2
PPh2
O
PPh2
LiPPh2
DMAP
230
O
O
PPh
O
234а,б
237
H2PPh
236
BuLi
O
MsCl, Py
OMs
234а Ar=Ph
234б Ar=3,5-Me2Ph
1,2-(PH2)2Ph
OMs
O
P
O
O
O
O
BuLi
235
P
238
В отличие от моносахаридов, в литературе приводится несравненно меньшее количество примеров использования
олигосахаридов в качестве исходных хиральных соединений для получения фосфорсодержащих лигандов. Так, в синтезе
фосфинов 242а,б из дисахарида α,α-трегалозы 239 был задействован стандартный для химии углеводов набор методов,
позволивший получить ключевые интермедиаты 241а, либо 241б, превращенные далее в целевые лиганды [63].
Схема 49.
HO
TrO
O
HO
O
2
HO
O
TrCl, Py
HO
OH
O
2
HO
239
1.MeI, NaH
или
BnBr, NaH
Bu4NI
OH
Ph2P
HO
O
1.MsCl, NEt3
RO
O
2 2. LiPPh2
RO
2.TsOH
240
OR
241а,б
O
RO
O
2
OR
RO
241а, 242а R=Me
241б, 242б R=Bn
242а,б
Для получения дифосфинитов 244а,б (схема 50) из α,α-трегалозы 239 были синтезированы алкилиденовые производные
243а,б.
Схема 50.
239
1.R2C(OMe)2, п-TsOH
2.Ac2O, Py
3.MeOH,K2CO3
R O
R
R
R
O
O
PPh2Cl, NEt3
O
O
O
O R
R O
R
OH
40
__________________
http://chem.kstu.ru
______________
O
O
O
O R
O
O R
243а,б
R
O
O
HO
R
O
Ph2PO
OPPh2
O R
244а,б
243а, 244а
R = Me
243б, 244б
R-R = (CH2)5
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
27-54
Не природный углевод β,β-трегалоза 247 была легко получена из бромацетогенозы (α-166) (см схему 37) и использована
в дальнейших превращениях в целевой бисфосфинит 249 [64].
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
Схема 51.
AcO
O
O
AcO
α−166
Ag2CO3, H2O
AcO
AcO
1.(CH2)5C(OMe)2
п-TsOH
2.Ac2O, Py
3.MeOH, K2CO3
OAc
O
O
248
HO
O
OH
O
O
246
HO
PPh2Cl
O
O
O
NEt3
O
O
O
O
249 Ph2P O
O
O
2
247 HO
2.NaOH, MeOH
O
O
OAc
HO
NI
SPh , TfOH,
OH
245 AcO
247
1. AcO
O
O
OPPh2
OH
O
O
O
O
В синтезе 2,2'-бисфосфина 255 (схема 52) было апробировано несколько подходов, связанных, главным образом, с
выбором подходящих защитных групп, способных избирательно блокировать гидроксильные функции в молекуле исходной
α,α-трегалозы 239. В связи с этим были приготовлены бис(бензилидендиокси)производное 252 и ацетонид 258. Соединение 252
в две стадии превратили в бис(эпоксид) 253, обработка которого дифенилфосфидом натрия привела к фосфину 254. Попытки
гидролизовать соединение 254 в 2,2'-бисфосфин 255 прямым гидрогенолизом на катализаторе Pd/C не увенчались успехом.
Малоэффективной также оказалась попытка восстановления промежуточного фосфиноксида 257 в соединение 255 с помощью
трихлорсилана. Более удачным оказался путь получения полигидроксидифосфина 255 через ацетонид 258. Гидролиз
соединения 259 действием пиридиниевой соли толуолсульфокислоты привел к целевому лиганду 255 [65].
Схема 52.
PhCH(OMe)2
239
Ph
O
O
п-TsOH
O
O
O
Ph
O
2
OH
HO
1.MsCl, Py
Ph
O
O
2.MeONa
O
2
O
H2 O2
Pd/C, H2
или H+
3.MeOH, K2CO3
1.(PyH+).(TsO-)
1.MsCl, Py
2.MeONa
O
O
O
2
HO
OH
258
3.NaPPh2
O
2
PPh2
254
1.Me2C(OMe)2, п-TsOH
2.Ac2O, Py
O
HO
253
252
O
O
NaPPh2
O
O
O
HO
259
O
2
PPh2
O
Ph
O
HO
2.Ac2O, Py
HO
3.MeOH, K2CO3
HO
HO
255
256
O
O
2
PPh2
O
2
O
PPh2
O
HCl
HO
HSiCl3/NEt3 HO
HO
O
O
2
PPh2
O
257
Гидрирование ряда непредельных кислот и их эфиров в присутствии комплексов Rh(I) с бисфосфинами 161, 163 и
бисфосфинитами 162, 164 (см. схему 36) проходило с оптическими выходами до 67% ее. Использование лигандов 161 и 162
приводило к продуктам с (R)-конфигурацией, использование их диастереомеров 163 и 164 – к продуктам с (S)-конфигурацией [53].
Исследования лигандов 169а-и (см. схему 37) показали, что наличие экваториальных заместителей в
глюкопиранозидном кольце приводит к снижению энантиоселективности катализатора. Так, гидрирование метилового эфира
(Z)-2-ацетамидокоричной кислоты на комплексах Rh(I) с β-аномерными лигандами 169в-и было проведено с оптическими
выходами 91-92% ее, тогда как при использовании комплексов Rh(I) с α-аномерами (169а,б) оптические выходы в том же
процессе не превышали 71% ее. Вариации β-арильных агликонов и заместителей в них практически не оказывали влияния на
энантиоселективность катализатора. В реакциях асимметрического гидрирования N-ациламиноакриловых кислот лиганд (169в,
Ph-β-GLUP) в составе комплексов с Rh(I) обеспечивает оптические выходы 96-99% ее. При гидрировании эфиров
соответствующих кислот с использованием лиганда 169в оптические выходы несколько ниже (91-91% ее). Гидрирование
эфиров на комплексе 171, содержащем лиганд со свободными гидроксигруппами, позволило увеличить оптические выходы до
94-96% ее [54-56]. Тогда как при использовании катализаторов с лигандами 169а-и все продукты гидрирования были (S)конфигурации, восстановление непредельных предшественников аминокислот на комплексах Rh(I) с 3,4-бисфосфинитами 174,
177, 180 (см. схему 38), 183а,б (см. схему 39), 189 (см. схему 40) и 199 (см. схему 41) привело к продуктам с (R)-конфигурацией.
Как и в случае с лигандами 169а-и, наличие в пиранозном кольце аксиальных заместителей, значительно уменьшает
энантиоселективность катализатора. Лучшие результаты (93-98% ее) были получены с лигандом 180, имеющем только
экваториальные заместители [57, 59].
Монофосфиновый лиганд 208 (см. схему 43) в составе комплекса Rh(I) продемонстрировал среднюю
энантиоселективность (54% ее) при гидрировании α-ацетиламиноакриловых кислот [15]. В катализируемом комплексами Rh(I)
асимметрическом гидрировании α-ацетамидокоричной кислоты высокую энантиоселективность (92% ее) продемонстрировал
комплекс Rh(I) с монофосфином 218 (см. схему 45), тогда как использование лиганда 219 привело только к 39% ее [60]. В
реакциях гидрирования дегидроаминокислот на комплексах Rh(I) с лигандами 224 и 227 оптические выходы не превышали 86%
ее [61].
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8. ______________ E-mail: [email protected] ______________________ 41
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
В реакции гидроформилирования стирола на комплексах Rh(I) с дифосфитными лигандами 186 (см. схему 39), 191, 193,
195 (см схему 40), 203, 204 (см. схему 42) и 208 (см. схему 43) лучшие оптические выходы (до 64% ее) были получены с
использованием лиганда 193 [58].
Комплексы Rh(I) с бисфосфинами 242а,б (см. схему 49) были использованы в качестве катализаторов гидрирования
α-(N-ацетиламино)акрилатов. При этом энантиоселективность содержащего бензильные группы лиганда 242б (до 82% ее)
оказалась намного выше его метилированного аналога 242а (до 10% ее) [63]. Дифосфиниты 244а,б (см. схему 50) были
превращены согласно схеме 53 в водорастворимый катионный комплекс Rh(I) 261 (схема 53). Аналогично был синтезирован
комплекс с лигандом 249. Эти катализаторы, полученные in situ, продемонстрировали высокую энантиоселективность (до 99% ее)
при гидрировании дегидроаминокислот и их эфиров как в водном растворе, так и в двухфазной водно-органической системе [64].
Схема 53.
R O
R
[Rh(acac)COD]
244а,б
O
O
R
R
O
O
O
OPPh2 OPPh2
+
HO
O R
O
HO
HBF4
O
O
OPPh2 OPPh2
O R
OH
OH
O
BF4-
OH
Rh
Rh
244а, 260а R = Me
244б, 260б R-R = (CH2)5
HO
260а,б
261
Для получения подобных водорастворимых комплексов переходных металлов, пригодных для проведения
каталитических асимметрических реакций в органических и водных средах, предполагается использовать и другие хиральные
фосфорорганические лиганды, в молекулах которых содержатся свободные или блокированные гидроксигруппы:
бисфосфиниты 234а,б, бисфосфин 236, фосфоланы 237 и 238, их диастереомеры (см. схему 48) и полигидрокси 2,2'-бисфосфин
255 (см. схему 52) [62, 65].
1.4. Синтезы на основе терпенов и стероидов.
Применительно к синтезу хиральных элементорганических лигандов наименее изученными оказались представители
таких классов природных оптически активных соединений, как терпены и стероиды. Известно лишь несколько примеров
использования L-(-)-ментола и L-неоментола в синтезе фосфорсодержащих лигандов параментанового и норборненового типа.
Как показано на схеме 54, монофосфин 264 был получен реакцией L-ментилхлорида 263 с дифенилфосфидом лития [66].
При взаимодействии L-ментола с дифенилхлорфосфином в присутствии пиридина был синтезирован хиральный фосфонит 265
[15].
Схема 54.
LiPPh2
ZnCl2, HCl
1/2 PPh2Cl
OH
Cl
PPh2
Py
263
262
O
264
PPh
2
265
Обработка L-неоментилхлорида 267 (схема 55) фосфидом натрия, содержащим неэквивалентные заместители, привела к
смеси диастереомеров 268 с дополнительным асимметрическим центром на атоме фосфора. Их очистку и разделение
осуществили через хроматографически устойчивые фосфиноксиды 269. После разделения каждый из индивидуальных
стереоизомеров был восстановлен фенилсиланом в соответствующие ментилметилфенилфосфины [(SP)-268] и [(RP)-268]. При
этом было отмечено, что (RР)-изомер 268 в условиях реакции претерпевает частичную эпимеризацию по атому фосфора на 1325%, в то время, как (SР)-изомер 268 остается стереохимически стабильным. Менее стабильными оказались (RР)- и (SР)-изомеры
фосфинов, содержащие неоментильный фрагмент. Так, при восстановлении соответствующих диастереомеров
неоментилметилфенилфосфиноксидов с помощью фенилсилана в обоих случаях были получены рацемические смеси исходных
фосфинов [67].
Схема 55.
PPh3Cl2
NaPPhMe
OH
266
10% H2O2
Cl
267
O
P
2.PhSiH3
PhMe
PPhMe
268
1.Pазделение
269
P
Ph
Me
(Sp)-268
Me
P
Ph
и (Rp)-268
При взаимодействии L-ментилхлорида 263 с фенилфосфидом натрия была получена смесь диастереомерных вторичных
фосфинов 270 (схема 56), сочетание которых с винилидендифенилфосфином привело к лигандам 271 и 272, разделенным на
стереоизомеры перекристаллизацией [68].
На схеме 57 приведен синтез
Схема 56.
лиганда PHELLANOPHOS (275) из
Ph2PCH=CH2
(-)-α-фелландрена 273, использованного в
NaPHPh
ButOK
263
качестве хирального диена в реакции
PPhH
PPhCH2CH2 PPh
PPhCH2CH2 PPh2
Дильса-Альдера с транс-виниленбис2
(дифенилфосфинсульфид)ом.
271
Стереоспеци-фично
образующийся
270
272
1/2 Ph2PCH=CH2
аддукт 274 был восстановлен кипячением
ButOK
с металлическим натрием в толуоле до
целевого бисфосфина 275 [69].
42
__________________
http://chem.kstu.ru
______________
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
Хиральные цинкорганические соединения 277 и
281 (схема 58), приготовленные из природных моно- и
сесквитерпенов β-пинена 276 и (+)-лонгифолена 280,
послужили базовыми интермедиатами в синтезе
оптически
активных
полифункциональных
бисфосфинов 278, 279 и 282, 283, выделенных в
стабильном состоянии и охарактеризованных в виде
борановых комплексов.
Схема 57.
PPh2
S
S
S
Ph 2 P
HC CH
Ph 2 P S
PPh2
Na
PPh2
Ph 2 P
275
274
273
27-54
Схема 58.
Zn
2
1.BH3
1.Cl2P(CH2)nPCl2
2.Et2Zn
H3 B.
P. (CH2 )n P
BH3
2.BH3.Me2S
n=2, 278
277
276
n=4, 279
1.Et2BH
Zn
2.Et2Zn
2
H3 B
P
1.Cl2P(CH2)nPCl2
2.BH3.Me2S
P
n=2, 282
BH3
n=4, 283
281
280
Описан синтез хиральных бисфосфинов из левопимаровой кислоты 284, которая образует аддукты с малеиновым
ангидридом 285 и диэтилфумаратом 286.
Схема 59.
H O
H
LiAlH4
OH
O
H
R
284
R= CO2H
296
R= CH2OBn
OH
H
O
CO2H
CH2OH
285
287
H
H
O
H
R
O
Ph
R
H
H
CH2OR
CH2OBn
288 R=H
290 R=OTs
291 R=PPh2
289 R=Bn
H
H
CO2Et
R
H
COR
R
CO2Et
286
R = OH
292
R=N
H
CH2 N
O
293 R=OH
294 R=OTs
295 R=PPh2
O
H
H
CO2Et
R
R
296
H
CO2Et
H
298 R=OH
CH2OBn
CH2OBn
297
299 R=OTs
300 R=PPh2
Превращения ангидрида 285 предусматривали восстановление в триол 287, защиту сначала диольной группировки с
образованием соединения 288, затем бензилирование оксиметильной группы, что дало эфир 289. Стандартные процедуры
позволили получить дитозилат 290 и затем бисфосфин 291 – первый представитель бидентатных хиральных лигандов
дитерпенового ряда. Аддукт 286 был превращен через морфолид 292 в аминодиол 293, который через стадию дитозилата 294
перевели в бисфосфин 295. Диеновым синтезом бензилата левопимарола 296 с диэтилфумаратом был получен эфир 297, серией
стандартных операций (диол 298, дитозилат 299) превращенный в бидентатный фосфин 300 [72, 73].
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8. ______________ E-mail: [email protected] ______________________ 43
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
Два оптически активных фосфина 3α-дифенилфосфино-5α-холестан [(+)-DICOL] (303) и 2,3-О-(5'α-холестан-3,3'илиден)-2,3-дигидрокси-1,4-бис(дифенилфосфино)бутан [(-)-DIOCOL] (306) (схема 60) были получены из холестерола 301 и
использованы в качестве лигандов комплексов переходных металлов – катализаторов асимметрического гидрирования.
Схема 60.
C8H17
H2,Pt
1.TsCl, Py
HO
HO
Na2Cr2O7
H2SO4
301
1.(R,R)-диэтилтартрат, TsOH
O
2.LiAlH4
H
303
1.TsCl, Py
O
2.NaPPh2
H
H
304
H
302
H O
HO
HO
Ph2P
2.NaPPh2
H
305
H O
O
Ph2P
Ph2P
H
H
306
Чистый холестерол 301 каталитически гидрировали в 5α-холестан-3β-ол 302, превращенный через п-толуолсульфонат в
монофосфин 303 с выходом 30%. 5α-Холестан-3-он 304, приготовленный окислением 5α-холестан-3β-ола 302, был использован
как карбонильный компонент при кетализации (R,R)-диэтилтартратом. Восстановление кеталя LiAlH4 привело к
2,3-О-(5'α-холестан-3,3'-илиден)-L-треитолу 305, который стандартным образом превратили в целевой бисфосфин (-)-DIOCOL
(306). Выход лиганда в расчете на 5α-холестан-3β-ол составил 25% [74].
Следующие бисфосфины стероидного ряда также были получены путем модификации 5α-холестан-3-она 304. Его
низкотемпературное алкилирование метилбромацетатом привело к кетоэфиру 307, восстановленному гидридными реагентами в
диастереоизомерные 1,4-диолы 308 и 313 (схема 61). Последние в две стадии были превращены в целевые 1,4-бисфосфины
310а,б и 314а,б и монофосфин 312.
Окисление 5α-холестан-3-она 304 хромовым ангидридом в уксусной кислоте привело к секо-кислоте 315, послужившей
ключевым соединением в синтезе 1,6-бисфосфина 317. 1,3-Бисфосфин 321 был получен из кетоальдегида 318 - продукта
формилирования 5α-холестан-3-она 304 [75].
Схема 61.
1.MsCl, Py
2.NaPAr2
OH
HO
PAr2
Ar2P
H
H
314а,б
313
s
KBu 3BH
310а, 314а
Ar=Ph
310б, 314б
Ar2P= P
LiAlH4
PPh2
MsO
O
H
LiAlH4
307
MsCl, Py
OH
HO
MeO2CCH2Br
H
2NaPAr2
PAr2
OMs
MsO
308
PriNH, BuLi
H
312
311
1NaPAr2
MeO2C
PPh2
H
Ar2P
H
H
310а,б
309
C8H17
1.CrO3
AcOH
O
H
304
TsO
MeO2C
1.LiAlH4
MeO2C
2.CH2N2
315
Ph2P
NaPPh2
TsO
Ph2P
2.TsCl, Py
317
316
EtO2CH
NaH
1.NaBH4
MeOH
OHC
O
H
2.MsCl, Py
318
1.NaPPh2
MsO
MsO
H
2.H2O2
319
O
LiAlH4
Ph2P
Ph2P
H
O
320
Ph2P
Ph2P
H
321
Фосфорсодержащие производные монотерпенов были использованы в качестве хиральных лигандов в катализируемом
Rh(I) гидрировании ряда прохиральных субстратов. Гидрирование (Е)-β-метилкоричной кислоты в присутствии комплекса
Rh(I) с лигандом 264 (см. схему 54) привело к (S)-(+)-3-фенилбутановой кислоте с 61% ее [66]. Катализаторы с лигандами (SP)268 и (RP)-268 (см. схему 55) продемонстрировали более высокую энантиоселективность (71% ее и 67% ее соответственно) при
44
__________________
http://chem.kstu.ru
______________
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
27-54
восстановлении того же субстрата, причем использование диастереомерных лигандов позволило получить оба энантиомера
3-фенилбутановой кислоты [67]. Диастереомерные бисфосфины 271 (см. схему 56) в составе комплексов Rh(I) также вызывали
образование разных энантиомеров при каталитическом асимметрическом гидрировании α-ациламинокоричных кислот.
Энантиоселективность этих катализаторов при гидрировании кислот составляла до 85% ее и снижалась до 31% ее при
гидрировании эфиров [68]. Высокую эффективность в гидрировании непредельных предшественников α-аминокислот
продемонстрировал комплекс Rh(I) с лигандом PHELLANOPHOS (275) (см. схему 57). Оптические выходы, полученные с
использованием этого катализатора, составили 94-95% ее [69].
Лиганды 278, 279, 282, 283 были использованы в составе хиральных комплексов Ru(II), катализирующих с умеренными
оптическими выходами (12-61% ее) асимметрическое гидрирование непредельных соединений, в частности, 2-метил-3фенил-2-пропен-1-ола [70, 71].
При взаимодействии бисфосфинов 291, 295, 300 с ди-µ-хлоробис(1,5-циклооктадиен)диродием и NaBF4 были получены
комплексы типа [Rh(COD)L]+BF4-. Комплекс с фосфином 291 катализирует гидрирование Z-(N)-ацетиламинокоричной кислоты,
давая со 100% конверсией (S)-энантиомерно обогащенный (37% ее) N-ацетилфенилаланин. Гидрирование 3-(3,4-диметоксифенил)-2-ацетиламино-2-пропеновой кислоты дало (S)-энантиомерно обогащенную (27% ее) диметоксифенил-2-пропановую
кислоту, превращенную в 3-(3,4-дигидроксифенил)-2-аминопропановую кислоту. Rh-комплексы с фосфинами 295, 300 ведут
гидрирование с высокой скоростью, но приводят к оптически неактивным продуктам.
Оптические выходы продуктов асимметрического гидрирования производных акриловой кислоты и их эфиров с
участием комплексов состава [Rh(COD)Cl]2/DIOCOL (306) не превышали 10% ее. В то же время, гидрирование
(Z)-N-ацетиламино-фенилпропеновой кислоты на том же катализаторе привело к получению насыщенной (R)-аминокислоты с
93% ее [74]
Оценка каталитической активности и энантиоселективности синтезированных из холестан-3-она лигандов проводилась
в реакции гидрирования (Z)-α-ацетамидокоричной кислоты. Наиболее эффективными оказались комплексы Rh(I) с 1,3- и 1,4бисфосфинами 310а, 314а и 321 (оптические выходы 75-86% ее). При этом использование комплексов с лигандами 310а и 321
приводит к (R)-N-ацетилфенилаланину, а гидрирование на комплексе с лигандом 314а – к продукту с (S)-конфигурацией.
Замена дифенилфосфиногрупп на бензофосфиндольные приводит к значительному снижению как скорости реакции, так и
оптических выходов. Энантиоселективность катализаторов с лигандами 300б и 314б составила только 12-22% ее. Невысокие
оптические выходы (44% ее) наблюдались при гидрировании на катализаторе с 1,6-бисфосфином 317, а комплекс Rh(I) с
монофосфином 312 продемонстрировал полное отсутствие каталитической активности [75].
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
2. Синтез хиральных фосфорорганических лигандов из оптически неактивных соединений.
2.1. Производные 1,1'-бинафтила.
Наиболее известными и эффективными из атропоизомерных 2,2'-производных 1,1'-бинафтила являются бисфосфины
BINAP [(R)-324а] и [(S)-324а] (см. схему 62). Успешное применение этих соединений в качестве хиральных лигандов
металлокомплексов, катализирующих в асимметрическом варианте различные типы химических реакций, стимулировало
дальнейшее продолжение работ, направленных на усовершенствование методов синтеза самих BINAP и получения их
структурных аналогов
Основной проблемой в синтезе хиральных BINAP является отсутствие стереоспецифичности в превращениях
промежуточных атропоизомерных структур. Например, полная рацемизация происходит при попытке получить хиральный
дибромид 323 (см. схему 62) из легкодоступного хирального диамина 333 (см. схему 67) в условиях реакции Зандмейера
(NaNO2 и CuBr). Использование хирального дибромида 323 в реакции с трет-бутилатом лития, сопровождающейся обработкой
дифенилхлорфосфином, также не приводит к оптически индивидуальным бисфосфинам. Таким образом, отсутствие
возможности получить (R)- и (S)-BINAP путем энантиоспецифических превращений хиральных предшественников приводит к
необходимости разделять рацемические смеси фосфинов на заключительной стадии синтеза, что значительно увеличивает
стоимость этих хиральных лигандов.
Первый вариант синтеза (R)- и (S)-BINAP был осуществлен через рацемический дибромид 323, который, в свою
очередь, получили нагреванием (320о С) смеси 2,2'-дигидрокси-1,1'-бинафтила 322 с трифенилдибромфосфораном.
Металлирование соединения 323 трет-бутилатом лития и обработка дилитиевого производного дифенилхлорфосфином
привела к рацемической смеси бисфосфинов 324а, разделенной на индивидуальные энантиомеры с использованием хирального
амино-палладиевого комплекса 325. Фракционная перекристаллизация комплекса 326 с последующей обработкой каждого из
диастереомеров алюмогидридом лития привели к лигандам (R)-324а и (S)-324а [76].
Схема 62.
OH
OH
Ph3PBr2
Br
Br
1.ButLi
PPh2
PPh2
2.PPh2Cl
1. N
Cl
Pd
2
325
Ph2
N
P
Pd
P
Ph2
2.NaBPh4
324a
323
322
326
1.фракционная
кристализация
326
PPh2
PPh2
PPh2
PPh2
2.LiAlH4
(R)-324a
и
(S)-324a
Следом был разработан улучшенному метод, согласно которому оптическому расщеплению подвергался фосфиноксид
BINAPO (327а) (схема 63). Благодаря основности соединения 327а расщепляющими агентами могут служить недорогие
хиральные кислоты, такие как камфорсульфокислота или 2,3-О-дибензоилвинная кислота. Рацемический фосфиноксид 327а
был синтезирован конденсацией дифенилфосфинилхлорида и реагента Гриньяра, полученного из дибромида 323. Синтез (R)- и
(S)-BINAP был осуществлен нагреванием соединений (R)-327а и (S)-327а в присутствии большого избытка трихлорсилана и
триэтиламина в ксилоле [77-78].
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8.
______________
E-mail: [email protected]
______________________ 45
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
Схема 63.
O
1.(+)-CSA 1.(+)-DBTA
2.H2O или 2.NaOH
PR2 HSiCl3/NEt3
PR2
PR2
PR2
O
323
O
1.Mg
PR2
PR2
2.R2P(O)Cl
O
327а-г
(R)-324а-г
(R)-327а-г
1.(-)-DBTA
1.(-)-CSA
или
2.H2O
2.NaOH
327а, 324а
R=Ph
327в, 324в
R=n-Me-Ph
327б, 324б
R=Cy
327г, 324г
R=n-But-Ph
O
PR2 HSiCl3/NEt3
PR2
PR2
PR2
O
(S)-324а-г
(S)-327а-г
Точно так же были синтезированы модификации BINAP с различными заместителями в фосфиногруппах (R)-324б-г и
(S)-324б-г (см. схему 63) [77] и 1,1'-битетралиновые лиганды (R)-330а,б и (S)-330а,б (см. схему 64) [79]. В качестве исходного
соединения в синтезе бисфосфинов (R)-330а,б и (S)-330а,б был использован дибромид 328, полученный селективным
гидрированием 2,2'-дибром-1,1'-бинафтила 323 при катализе 5% Ru на углероде [79].
Схема 64.
O
323
PR2 1.разделение
PR2
2.HSiCl3
O
Br 1.Mg
Br
5% Ru/C
2.R2P(O)Cl
329а, 330а R=Ph
(R)-330а,б
329а,б
328
PR2
PR2
PR2
PR2
и
(S)-330а,б
329б, 330б R=Cy
В 1994 г. был разработан оригинальный метод синтеза BINAP, основанный на энантиоселективном каталитическом
фосфинилировании хиральных бистрифлатов (R)-331 и (S)-331 (схема 65). Применение катализатора позволяет избежать
нуклеофильной атаки дифенилфосфид-анионом атома серы в трифлатных группах. Для предотвращения отравления
катализатора большим избытком присутствующих в реакционной смеси фосфиновых лигандов (исходного дифенилфосфина,
интермедиатов и продукта реакции сочетания) был выбран переходный металл, не связывающий BINAP. В оптимальных
условиях реакции (нагревание при 100о С в течение 2-3 дней смеси дитрифлата (R)-331 или (S)-331, дифенилфосфина и
1,4-диазабицикло[2.2.2]октана с 10 мольн. % [бис(дифенилфосфино)этан]никеля дихлорида в диметилформамиде) BINAP был
получен без рацемизации с 75% выходом [80].
Схема 65.
2 Tf2O, Py
(R)-322
OTf
OTf
Ph2PH, NiCl2DPPE
(R)-324a
N
N
(S)-322
(S)-324a
, DMF
(R)-331
Многочисленные структурные аналоги BINAP с фосфорсодержащими заместителями при С2 и С2' проявляют
энантиоселективность только в отдельных реакциях. Основным достоинством этих соединений является простота их синтеза из
легко расщепляемых на оптические антиподы активных 2,2'-дигидрокси-1,1'-бинафтилов 292 или 2,2'-диамино-1,1'-бинафтилов
333. Бисфосфинит (S)-332 был получен реакцией (S)-322 с диэтиламинодифенилфосфином (схема 66) [81].
Схема 66.
(S)-322
Et2NPPh2
OPPh2
OPPh2
(S)-332
Диаминофосфины (R)-334 и (S)-334 (схема 67) были синтезированы взаимодействием дифенилхлорфосфина с
дилитийпроизводными соответствующих диаминов. Бистетралиновые лиганды (R)-336 и (S)-336 получены из диаминов (R)-335
и (S)-335, продуктов гидрирования соединений (R)-333 и (S)-333 на окиси платины в ледяной уксусной кислоте [82].
Схема 67.
NH2
NH2
1.ButLi
NHPPh2
NHPPh2
2.PPh2Cl
(R)-333
(S)-333
(R)-333
(R)-334
(S)-334
PtO2,H2
NH2
NH2
AcOH
1.ButLi
2
(R)-336
(R)-335
(S)-333
NHPPh
2
NHPPh
2.PPh2Cl
(S)-336
Оптически активный бистрифлат (R)-331 (см. схему 65) послужил исходным соединением для стереоселективного
синтеза ряда хиральных монофосфиновых лигандов. В катализируемом Pd(0) фосфинилировании соединения (R)-331 удается
46
__________________
http://chem.kstu.ru
______________
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
27-54
заместить только одну из двух трифлатных групп. Очевидно, это происходит вследствие стерических препятствий для
окислительного присоединения второй трифлатной группы к комплексу Pd(0), создаваемых дифенилфосфинильной группой
при С2. Остающаяся при С2' реакционноспособная трифлатная группа создает возможность для введения в бинафтильное
кольцо различных функциональных групп, способных увеличить стереоселективность катализатора благодаря взаимодействию
с субстратом.
На схеме 68 представлен синтез алкоксизамещенных монофосфинов 340а-в. Щелочным гидролизом монотрифлата 337
было получено соединение 338, взаимодействие которого с алкилгалогенидами в присутствии основания привело к
алкилированию фенольной гидроксигруппы. Монофосфины 340а-в были синтезированы восстановлением соответствующих
фосфиноксидов 338 и 339а,б трихлорсиланом [82].
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
Схема 68.
(R)-331
RHal
NaOH
Ph2POH
Pd(OAc)2DPPB
OTf H2O
PPh2
OH K2CO3
PPh2
O
O
337
HSiCl3/NEt3
OR
PPh2
OR
PPh2
O
339а,б
338
340а-в
HSiCl3/NEt3
339б, 340б R=Bn 339в, 340в R=H
339а, 340а R=Me
При взаимодействии гидроксифосфина 340в с хлорфосфитом (S)-341, полученным из бинафтола (S)-322, был
синтезирован хиральный фосфинофосфит (R,S)-BINAPHOS [(R,S)-342] [84].
Схема 69.
PCl3
(S)-322
O
O PCl
340в
PPh2
NEt3
O PO
O
(R),(S)-342
(S)-341
Как показано на схеме 70, цианирование монофосфинильного производного 337 было достигнуто с использованием
никелевого катализатора в присутствии активированного порошка цинка. Последовательное восстановление фосфинильной
группы трихлорсиланом и цианогруппы бораном привели к аминофосфину 345, метилированному по первичной аминогруппе в
целевой лиганд 346.
Схема 70.
337
KCN
CN
PPh2
NiBr2
Zn, PPh3
HSiCl3
CN
PPh2
NEt3
BH3.THF
HCHO
CH2 NH2
HCO2H
PPh2
CH2 NMe2
PPh2
O
343
344
346
345
Объемная дифенилфосфинильная группа в непосредственной близости от трифлатной стала причиной низкой
реакционноспособности соединения 337 в катализируемом палладием карбонилировании, поэтому получение эфира 348 было
осуществлено через гораздо менее стерически затрудненный для реакций каталитического замещения арилтрифлат 347 (схема
71). Его фосфинилирование привело к фосфиноксиду 348, восстановленному в монофосфин 349. Последний был гидролизован
в кислоту 350 и восстановлен до фосфиноспирта 351.
Схема 71.
337
KOH
H2O
CO, MeOH
Pd(OAc)2DPPB
CO2Me
PPh2
O
Ph2POH
Pd(OAc)2DPPB
HSiCl3
CO2Me
PPh2
NEt3
348
CO, MeOH
Pd(OAc)2DPPB
CO2H
PPh2
349
350
LiAlH4
CH2OH
PPh2
CO2Me
OTf
(R)-331
347
351
2'
Монофосфин 355 (схема 72), не содержащий заместителей при С , был синтезирован для оценки стерических и
электронных эффектов функциональных групп в соединениях 340а-в, 344-346, 349-350 [85].
Схема 72.
(R)-320
1.Tf2O
Py
Ph2POH
Pd(OAc)2DPPB
1.10% Pd/C
OTf 2.TfOH
OH
352
HSiCl3/NEt3
OTf
353
PPh2
PPh2
O
354
355
Катализаторы на основе BINAP высокоэффективны в реакциях асимметрического гидрирования различных типов
прохиральных ненасыщенных соединений. Доступность как (R)-, так и (S)-конформаций BINAP позволяет синтезировать оба
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8. ______________ E-mail: [email protected] ______________________ 47
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
энантиомера продукта гидрирования. Энантиоселективность комплексов Rh(I) с BINAP при гидрировании
α-ациламиноакриловых кислот или их эфиров составляет 67-100% ее в зависимости от строения субстрата [1-3]. Фосфинитный
аналог BINAP [(S)-332] (см. схему 66) гораздо менее эффективен. Лучшие оптические выходы (до 76% ее) были получены при
восстановлении на комплексах Rh(I) с лигандом (S)-333 эфиров ненасыщенных кислот. При гидрировании свободных кислот
энантиоселективность этого катализатора оказалась еще более низкой [81]. Использование комплексов BINAP с Ru(II) при
гидрировании α,β- или α,γ-непредельных кислот привело к оптическим выходам 85-97% ее. Высокая степень
энантиоселективности была достигнута также при гидрирования на этом катализаторе аллиловых спиртов (92-99% ее) и
большого спектра функционализованных кетонов (90-100% ее) [76-77, 83]. Аминофосфиновые аналоги BINAP [(R)-334] и
[(S)-334] (см. схему 67) в составе комплексов с Rh(I) с были использованы для гидрирования ариленамидов, в котором
продемонстрировали энантиоселективность до 99% ее [82].
Комплексы Rh(I) с BINAP также были успешно применены для катализа асимметрической изомеризации
N,N-диэтилгераниламина или N,N-диэтилнериламина. Соответствующие (Е)-енамины были получены с оптическими выходами
выше 95% ее [76-78, 86].
В реакции катализируемого Pd(II) асимметрического гидросилилирования олефинов бидентатные фосфины, в том числе
и BINAP, оказались неэффективны. В то же время, комплексы с монодентатными фосфинами 340а-в, 344, 349 и 355 (см. схемы
68, 70-72) продемонстрировали в этой реакции высокую каталитическую активность и региоселективность.
Энантиоселективность катализаторов в значительной степени зависела от субстрата. Так, комплексы Pd(II) с лигандами (340а)
и (355) проявили умеренную энантиоселективность (28-39% ее) при катализе взаимодействия 1,3-циклопентадиена с
трихлорсиланом. При гидросилилировании 1-октена на комплексе Pd(II) с лигандом 340а оптический выход составил 95% ее,
тогда как использование того же катализатора для гидросилилирования стирола привело к 14% ее. Электронные эффекты
заместителей при С2' в лигандах не оказывали заметного влияния на энантиоселективность катализатора при
гидросилилировании этого субстрата. Оптические выходы, полученные с использованием лигандов 341в, 345 и 350 составили
26-34% ее. Из всех исследованных лигандов высокую энантиоселективность (93% ее) в гидросилилировании стирола
продемонстрировал только не содержащий функциональных групп при С2' лиганд 355. Это позволяет предположить, что на
энантиоселективность реакции влияет зависящая от объема заместителей при С2' величина диэдрального угла между
нафтильными кольцами [87].
2.2. Производные бифенила.
Синтез планарно-хиральных лигандов бифенильного ряда включает в себя основные стадии, характерные для синтеза
BINAP: превращение галогензамещенного арила через литиевое производное в бис(фосфиноксид), расщепление рацемического
фосфиноксида и восстановление оптически чистых антиподов в бисфосфины трихлорсиланом в присутствии триэтиламина.
Бисфосфиновые лиганды (R)-363a, (S)-368 и (S)-372 (см. схемы 73-75) были синтезированы с целью исследования
влияния электронных эффектов заместителей в ароматических кольцах на активность и энантиоселективность
металлокомплексных катализаторов. Лиганд BIMOP [(R)-363а] содержит электронодонорные, а лиганд BIFUP [(S)-372] электроноакцепторные группы в каждом из колец бифенильной системы. В лиганде FUPMOP [(S)-368] скомбинированы
фенильные группы с двумя разными типами заместителей.
Оптически чистый лиганд BIMOP [(R)-363а] и его модификации (R)-363б,в синтезировали, как показано на схеме 74,
начиная с йодирования 2,6-диметилнитробензола (356). Необходимая метоксигруппа была введена путем восстановления
нитрогруппы в соединении 358 и диазотирования полученного амина 359 с последующим метанолизом. Димеризация йодида
359 конденсацией Ульмана с последующим бромированием бифенила 360 привели к ключевому дибромиду (361).
Рацемический фосфиноксид 362а синтезировали взаимодействием промежуточного дилитийпроизводного с
дифенилфосфинилхлоридом. Фосфиноксиды 362б,в получены обработкой дилитийбифенила соответствующими
хлорфосфинами с последующим окислением перекисью водорода. Оптически активные соединения (R)-362а-в были выделены
из рацемических смесей с использованием
(-)-2,3-О-дибензоилвинной кислоты в качестве расщепляющего агента.
Восстановление фосфиноксидов (R)-362а-в трихлорсиланом в присутствии триэтиламина в соответствующие хиральные
бисфосфины (R)-363а-в происходит без рацемизации [88-89].
Схема 73.
NO2
NH2.HCl
NO2
I2, HIO4
356
1.Fe
OMe
Cu
1.RONO
I 2.HCl
I 2.MeOH
Br2
Br
Br
MeO
MeO
359
360
1.ButLi
361
MeO
O
MeO
1.(-)-DBTA
PR2
a) 2.Ph2P(O)Cl
PR2 2.NaOH
O
b) 2. R2PCl
3. H2O2 MeO
362а-в
362а, (R)-363а R=Ph
O
PR2
PR2
PR2
O
(R)-362а-в
362б, (R)-363б R=n-MeO-Ph
361
MeO
PR2 HSiCl3/NEt3
MeO
MeO
I
358
357
MeO
MeO
(R)-363а-в
362в, (R)-363в R=Cy
Ниже на схеме 74 представлен синтез лиганда FUPMOP [(S)-368] из бифенила, полученного сочетанием
диметилметоксизамещеного йодбензола 359 и 2-бром-3,5-бис(трифторметил)-нитробензола (364). Каталитическое
восстановление нитрогруппы полученного бифенила с использованием Pd/C привело к амину 365, который реакцией
Зандмейера был превращен в соответствующий йодид, превращенный далее действием бромом в уксусной кислоте в
бромйодзамещенный бифенил 366. Оптическое расщепление рацемического фосфиноксида 367 с разными заместителями в
48
__________________
http://chem.kstu.ru
______________
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
27-54
фенильных кольцах такими агентами, как (-)-2,3-О-дибензоилвинная кислота или (1S)-10-камфорсульфокислота, оказалось
неэффективным. Выделить оптически чистый (S)-367 удалось только с применением ВЭЖХ на хиральной колонке.
Димеризацией 2-бром-3,5-бис(трифторметил)-нитробензола (364) с последующим восстановлением нитрогрупп был
синтезирован бисамин 369, использованный для синтеза лиганда BIFUP [(S)-372] (схема 75) [90].
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
Схема 74.
1. Cu
2.Pd/C
Br
F3C
NO2
359 +
1.NaNO2
H2SO4/AcOH
F3C
NH2 2.KI
F3C
CF3
H 2O
3.Br2, AcOH
365
O
PPh2
PPh2
O
F3C
366
PPh2
PPh2
MeO
MeO
MeO
F3C
1.разделение
2.HSiCl3, NEt3
F3C
F3C
I
Br
F3C
MeO
364
1.ButLi
2.R2P(O)Cl
F3C
367
(S)-368
Схема 75.
CF3
364
H2SO4/AcOH
1. Cu F C
3
2.Pd/C
F3C
NH2
F 3C
I
NH2 2.KI/H O
2
F3C
I
F3C
1.(-)-DBTA
O
1.ButLi
2.R2P(O)Cl
F3C
PPh2 2.NaOH
F3C
PPh2
O
F3C
F3 C
370
PPh2
PPh2
3.HSiCl3/NEt3
F 3C
F 3C
F3C
369
F3C
F 3C
F3C
1.NaNO2
(S)-372
371
В синтезе атропоизомерных бифенильных лигандов MeOBIPHEP (376а-г) (схема 76) стадия фосфинилирования
предшествует стадии димеризации йодарилов. Рацемические дифосфонаты 375а,б были разделены с использованием (+)- и
(-)-дибензоилвинных кислот. При взаимодействии бис(дифенилфосфонатов) (R)- или (S)-375а с различными реактивами
Гриньяра были получены соответствующие бис(фосфиноксиды), восстановленные трихлорсиланом в бисфосфины (R)- и
(S)-376а-г, содержащие п-замещенные фенильные, α-фурильные и α-тиенильные группы при атомах фосфора. Стереохимия
бифенилов в ходе этих превращений полностью сохраняется.
Схема 76.
a) 1.Mg
2.R2P(O)Cl
MeO
Br
373
б) P(OEt)3
2%Pd/C
1.I2
X 2.Cu
MeO
MeO
MeO
374а,б
1.RMgHal
MeO
(R)-375б
X=P(OPh)2
O
1.(-)-DBTA (R)-375а
374б, 375б
(S)-375б
2.NaOH
X=P(OEt)2
O
PR2
PR2
*
2.HSiCl3/NEt3 MeO
374а, 375а
2.NaOH
X
X
375а,б
(R)-375а
и
(S)-375а
1.(+)-DBTA (S)-375а
376а
376б
(R)- и (S) -376а-г
R=Ph
R=p-(Sub)-Ph
376в R=α-фурил
376г R=α-тиенил
Бифенильные лиганды как с алкильными, так и с арильными заместителями при атомах фосфора были синтезированы
исходя из бис(диэтилфосфонатов) (R)- и (S)-375б (схема 77), которые ввиду низкой реакционноспособности с реактивами
Гриньяра были превращены в бис(фосфонилхлориды) (R)-377 и (S)-377 (см. схему 77). Взаимодействие последних с
разнообразными по строению реактивами Гриньяра привело к бис(фосфиноксидам), содержащим при атомах фосфора 3- и
4-монозамещенные, 3,5-дизамещенные и 3,4,5-тризамещенные фенильные группы, 5-членные гетероарильные, а также
первичные и вторичные алкильные группы. Полученные бис(фосфиноксиды) были восстановлены с сохранением
конфигурации трихлорсиланом в соответствующие бисфосфины (R)- и (S)-376.
Схема 77.
(R)-375б
и
(S)-375б
SOCl2
MeO
MeO
*
O
1.RMgHal
PCl2
PCl2
2.HSiCl3/NBu3
(R)- и (S) -376 R=алкил, арил,
гетероарил
O
(R)- и (S) -377
LiAlH4
Me3SiCl
MeO
MeO
*
PH2
PH2
(R)- и (S) -378
COCl2
MeO
MeO
*
PCl2
PCl2
RMgBr
(R)- и (S)376
(R)- и (S) -379
Согласно схеме 77, последовательность стадий замещения и восстановления может быть изменена. Так,
восстановлением оптически активных бис(диэтилфосфонатов) (R)- и (S)-375б алюмогидридом лития и триметилхлорсиланом
получены стабильные первичные бисфосфины (R)-378 и (S)-378 с полным сохранением стереохимии бифенильного остова.
Замещение хиральных бис(дихлорфосфинов) (R)-379 и (S)-379 реактивами Гриньяра приводит к бис(дифенилфосфинам) (R)- и
(S)-376 [91].
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8.
______________
E-mail: [email protected]
______________________ 49
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
Планарно-хиральный бисфосфин PHANEPHOS [(R)-384] (схема 78) был синтезирован исходя из [2.2]парациклофана
380, который в результате катализируемого железом бромирования превратили в смесь псевдопара- и псевдоорто-бромидов
381 и 382. Выделенный из нее кристаллизацией малорастворимый псевдопара-изомер (381) подвергли термической
изомеризации, приведшей к смеси (50:50) соединений 381 и 382. Повторное разделение было осуществлено высаждением
псевдопара-изомера 381. Полученный таким образом псевдоорто-дибромид 382 был превращен в бисфосфин (R)-384 [92].
Схема 78.
Br2, Fe Br
+
2300 C
триглим
381
PPh2
3.HSiCl3/NEt3
Br 3.Ph2P(O)Cl
Br
380
1.(+)-DBTA
O
PPh2 2.NaOH
1.ButLi
2.MgBr2.Et2O
Br
PPh2
PPh2
O
382
(R)-384
383
Гидрирование на комплексах Ru(II) с лигандами BIMOP [(R)-363а] (см. схему 73), FUPMOP [(S)-368] (см. схему 74) и
BIFUP [(S)-372] (см. схему 75) показало, что от электронных эффектов содержащихся в лиганде функциональных групп в
значительной степени зависит активность катализатора. Эффективность лиганда с электронодонорными заместителями хотя бы
в одном из бифенильных колец гораздо выше эффективности лиганда с электроноакцепторными группами в обоих кольцах
бифенила. Так, при гидрировании метилацетоацетата с использованием лиганда BIFUP даже при давлении Н2 90 ат, конверсия
составила только 13% при высоком уровне энантиоселективности (95% ее). С катализаторами на основе лигандов BIMOP и
FUPMOP гидрирование происходило при 10 ат Н2 с конверсией 100% и оптическими выходами выше 99% ее [90]. Увеличение
электронодонорного эффекта заместителей в фосфиногруппах также приводит к увеличению эффективности катализатора. При
гидрировании Z-α-ацетамидокоричной кислоты на комплексах Rh(I) с лигандом BIMOP [(R)-363а] и его модификациями
(R)-363б,в лучшую энантиоселективность (79% ее) продемонстрировал лиганд СуBIMOP [(R)-363в] [89]. При гидрировании
дегидрогеранилацетона на комплексах Ru(II) с лигандами MeOBIPHEP (376) (см. схемы 76-77) наблюдались те же
закономерности. Использование лигандов 377б с электронодонорными заместителями в фенильных кольцах позволило
увеличить энантиоселективность (с 77% ее до 91% ее) по сравнению с незамещенным лигандом 376а, но при этом привело к
гидрированию как двойной связи субстрата, так и карбонильной группы, что снизило выход целевого хирального кетона до
35%. Лучшие результаты были получены с α-фурилзамещенным лигандом 376в. Применение комплекса Ru(II) с бисфосфином
376в привело к гидрированию двойной связи дегидрогеранилацетона с конверсией 96% и оптическим выходом 91% ее [91].
Высокая каталитическая активность комплекса Rh(I) с лигандом PHANEPHOS [(R)-384] позволила полностью
восстановить метиловые эфиры дегидроаминокислот при комнатной температуре менее чем за 10 мин, пропуская водород через
раствор субстрата и предшественника катализатора. В то же время, энантиоселективность катализатора в значительной степени
зависит от строения субстрата. Гидрирование метилового эфира 2-ацетамидоакриловой кислоты прошло с оптическим выходом
99% ее. Гидрирование других эфиров дегидроаминокислот при комнатной температуре приводило к гораздо меньшим
оптическим выходам, которые увеличивались только при снижении температуры до –45о С [92].
2.3. Производные ферроцена.
Возможность комбинации элементов центральной и планарной хиральности в лигандах, содержащих ферроценильный
фрагмент, является причиной разнообразия их структурных модификаций. Исходными соединениями для энантиоселективных
синтезов ферроценильных моно- и бисфосфинов являются (R)- или (S)-N,N-диметил-1-ферроценилэтиламины 385 (см. схему
79), полученные разделением рацемической смеси с помощью (-)- и (+)-винных кислот.
Лиганды (R,S)- и (S,S)-388 и их диастереомеры (R,R)- и (S,R)-388 были синтезированы взаимодействием
соответствующих монолитийзамещенных ферроцениламинов с дифенилхлорфосфином, при этом для получения монофосфинов
(R,R)- и (S,R)-388 более реакционноспособная 2-позиция в замещенном циклопент адиенильном кольце была предварительно
блокирована триметилсилильной группой. Дальнейшее металлирование монолитийзамещенных 389 в присутствии N,N,N',N'тетраметилэтилендиамина привело к образованию дилитийпроизводных 390, из которых были получены монофосфины 392 [93].
Синтез лигандов 394а-м был осуществлен через ацетат, полученный взаимодействием аминов 393 с уксусным
ангидридом с сохранением конфигурации углеродного атома. Замещение ацетогруппы нуклеофилами, происходившее также с
сохранением конфигурации хирального центра, привело к лигандам 394а-м с различными модификациями боковой цепи
ферроцена [94].
Схема 79.
* NMe2
Fe
1.BuLi 2.Me3SiCl
389
BuLi
* NMe2
Li
Fe
(Me2NCH2)2
Ph2PCl
(R,R)-388
387
* NMe2
(R,S)-388
Fe
1.Ac O
2
* NMe2
PPh2
2.NHR
PPh2
2
393
__________________
http://chem.kstu.ru
Fe
394а
и
1.PhLi
* NR2
PPh2
PPh2
394е
NR2= MeN
394б
NR2= HN
394в
NR2= HN
394г
NR2= MeN
394д
NR2= HN
OH
OH
OMe
392
OH
NR2= HN
394ж
NR2= MeN
394з
NR2= HN
394и
NR2= MeN
394к
NR2= HN
394л
NR2= HN
NHMe
* NMe2
PPh2
Fe
2.H2O
391
Fe
______________
* NMe2
PPh
394а-м
и
(S,S)-388
PhPCl2
* NMe2
Li
Li
390
Ph2PCl
PPh2
50
* NMe2
Fe
(S,R)-388
Fe
Fe
PPh2
ButOK
SiMe3
386
BuLi
* NMe2
Fe
2.Ph2PCl
SiMe3
(R)- или (S) -385
PPh2
1.BuLi
* NMe2
Fe
O
OH
OH
Ph
OH
OH
OH
OH
OH
OH
MeO2C
394м
NR2= HN
OH
HO
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
27-54
Синтез С2-симметричных ферроценилдифосфиновых лигандов (R,R)- и (S,R)-396 и (397) из рацемического
1,1'-бис[1-(N,N-диметиламино)этил]ферроцена (395) представлен на схеме 80. Смесь dl- и мезо-бисфосфинов 396 была
разделена хроматографией на колонке с силикагелем. Оптическое расщепление основного продукта dl-396 было проведено
фракционной кристаллизацией виннокислых солей диастереомерных аминов. Реакцией с уксусным ангидридом
диметиламиногруппа в боковой цепи лиганда (S,S)-396 была замещена на ацетоксигруппу, а обработка полученного диацетата
метанолом привела к диметилату 397, причем в обоих случаях замещение произошло с сохранением конфигурации [95].
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___
Схема 80.
Fe
H2N
NH2 1.BuLi
Fe
PPh2
Fe
Ph2P
(+)-TA
(R,R)-396
NH2
meso-396
NH2 2.Ph PCl
2
+
NH2
PPh2
PPh2
NH2
Fe
395
NH2
PPh2
PPh2
NH2
dl-396
(-)-TA
NH2
PPh2
Fe
OMe
PPh2
1.Ac2O
2.MeOH
Fe
PPh2
OMe
PPh2
NH2
(S,S)-396
397
Из оптически активного амина (R)-385 был синтезирован хиральный бисфосфин 401 (схема 81) с С2-симметричной
биферроценовой структурой [96].
Схема 81.
O
1.BuLi
(R)-385
NH2
Fe
2.I2
O
1.MeI
PPh2
Fe
2.Ph2P(O)H
BuLi
I
PPh2
NiBr2(PPh3)2
Fe
Zn, Et4NI
I
399
398
Fe
Fe
Ph2P
PPh2
HSiCl3/NEt3
Fe
Ph2P
O
401
400
Комплексные катализаторы на основе ферроценилфосфинов используются в различных типах асимметрических
реакций. Высокую энантиоселективность (93% ее) продемонстрировал лиганд 393 (см. схему 79) при гидрировании αацетамидокоричной кислоты. Биферроцен 401 (см. схему 81) менее эффективен в гидрировании предшественников
аминокислот. Лучший оптический выход, полученный с использованием лиганда 401 при гидрировании β,β-дизамещенных αацетамидоакрилатов, составил 88% ее [3]. Применение этого бисфосфина в катализируемом Rh(I) присоединении по Михаэлю
2-цианопропионатов к винилкетонам позволило получить оптически активные аддукты с 83-93% ее [97]. Эффективность
лигандов 394а-м была исследована в реакции аллильного алкилирования енолятов дикетонов, катализируемой Pd(II). Было
выяснено, что наличие стерически незатрудненной терминальной гидроксигруппы в боковой цепи ферроценилфосфина
является условием высокой энантиоселективности катализатора. Кроме того, на энантиоселективность влияет дистанция между
гидроксигруппой и ферроценильным ядром. Увеличение и уменьшение длины боковой цепи в лиганде по сравнению с
оптимальной приводит к значительному снижению энантиоселективности катализатора. Лучшие оптические выходы (80-82%
ее) были получены с использованием комплекса Pd(II) с лигандом 394а [94].
2.4. Другие ахиральные соединения в синтезе фосфорсодержащих лигандов.
Некоторые известные оптически активные лиганды были синтезированы исходя из доступных ахиральных реагентов.
Полученная из диэтилмалоната и триметилендибромида циклогептан-1,2-транс-дикарбоновая кислота 405 (схема 82)
была разделена на диастереомеры и использована в синтезе хирального бисфосфина 406 [9].
Схема 82.
CO2Et
CO2Et
EtO2C
CO2Et
EtO2C
Br(CH2)3Br
(CH2)3
CO2Et 2.Br2
NaOEt EtO2C
EtO2C
403
402
CO2Et 1.H2SO4
CO2H
2.разделение
CO2H
AcOH
1.NaOEt
CO2Et
1.CH2N2
2.LiAlH4
PPh2
3.TsOH
4.LiPPh2
406
405
404
PPh2
Конденсацией 1,3-циклогексадиена 377 с фумароилхлоридом был получен дихлорид 408 (схема 83), гидролизованный в
кислоту, оптическое расщепление которой с использованием бруцина привело к оптически активной
бицикло[2.2.2]октендикарбоновой кислоте 409, превращенной в хиральный бисфосфин 411 [9].
Схема 83.
COCl
COCl
+
CO2H
1.H2O
2.бруцин,
COCl разделение
ClOC
CO2H
408
407
CO2H 1.CH2N2
H2, Pd/C
409
2.LiAlH4
PPh2
3.TsOH
CO2H 4.LiPPh
2
PPh2
410
411
Рацемический фосфиноксид NORPHOSO (413) (схема 84), полученный диеновым синтезом из циклопентадиена и
транс-виниленбис(дифенилфосфиноксида), был разделен на диастереомеры с использованием (-)-дибензоилвинной кислоты.
Восстановлением отдельных фосфиноксидов были синтезированы лиганды (-)-и (+)-NORPHOS (414) [98].
Схема 84.
O
+
O PPh2
PPh2
Ph 2 P O
O
412
PPh2
413
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8.
1.(-)-DBTA
2.KOH
PPh2
3.HSiCl3/NEt3
PPh2
(-)-414
______________
+
Ph 2 P
Ph 2 P
(+)-414
E-mail: [email protected]
______________________ 51
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
Исходным соединением в синтезе лигандов (S,S)- и (R,R)-SKEWPHOS (419) является ацетилацетон (415) (схема 85).
Его восстановление борогидридом привело к смеси мезо- и dl-2,4-пентадиолов, которые были превращены в сульфиты и
разделены фракционной перегонкой. Реакцией рацемического диола 417 с D-10-камфорсульфонилхлоридом была получена
смесь бис(D-10-камфорсульфонатов), разделенная кристаллизацией на диастереомеры (S,S)-418 и (R,R)-418. Взаимодействие
каждого из изомеров 418 с дифенилфосфидом лития привело к оптически активным лигандам (S,S)- и (R,R)-419 [33].
Схема 85.
LiPPh2
RO2SO
1.BH4O
O
O
S
O
+
O
2.SOCl2
meso-416
415
NaOH
O
OH
S
OH
RSO2Cl
OSO2R
(S,S)-419
LiPPh2
417
O
PPh2 PPh2
(S,S)-418
RO2SO
O
OSO2R
PPh2 PPh2
(R,R)-418
dl-416
(R,R)-419
Этил-2-оксоциклопентанкарбоксилат (420) был превращен в (±)-цис,цис-диол 423, разделенный на антиподы при
помощи (R)-камфоры [99]. Из соответствующих спиро-диолов были синтезированы с количественным выходом
неароматические атропоизомерные фосфиниты R-spirOP (426) и S-spirOP (427).
Схема 86.
O
CO3Et
1.KH
2.Br(CH2)3CO2Et
3.10% HCl
O
n-TsOH
421
423
2.H+
TsOH
LiButBui2AlH
OH
422
423
Ph2PO
OH
Ph2PCl, NEt3
OPPh2
426
424
2.H+
OH OH
HO2C
420
1.(R)-камфора
O O
OH
HO
Ph2PCl, NEt3
425
Ph2PO
OPPh2
427
Заметным преимуществом планарно-хиральных фосфинитов 426 и 427, основой которых является жесткая структура
спиро[4.4]нонана, является не только относительная простота синтеза, но и высокая эффективность (до 99% ее) в качестве
индукторов хиральности в процессах гидрирования 2-ацетамидоакриловых кислот и их эфиров с участием соответствующих
катионных комплексов Rh(I) [100].
Энантиоселективность комплексов Rh(I) с карбоциклическими аналогами DIOP, лигандами 406 и 411 (см. схемы 82, 83),
при гидрировании α-ацетамидокоричной кислоты составила 63% ее и 80% ее соответственно, что незначительно отличается от
энантиоселективности лиганда DIOP [9]. Восстановление (Z)-α-ацетиламинокоричной кислоты на комплексах Rh(I) с
лигандами (-)- и (+)-NORPHOS привело к (S)- и (R)-N-ацетилфенилаланину с оптическими выходами 96% ее [98].
Бисфосфиновые лиганды (S,S)- и (R,R)-419 были использованы в составе комплекса с Rh(I) для гидрирования
предшественников аминокислот, где продемонстрировали высокую энантиоселективность (до 98% ее) [33].
Таким образом, в гомогенном асимметрическом катализе в качестве лигандов нашли применение многочисленные
фосфорорганические соединения, для получения которых был задействован практически весь арсенал доступных природных
соединений, а также производных бинафтила, бифенила, ферроцена и др. Среди рассмотренного ряда подавляющее
большинство хиральных лигандов способны в составе соответствующих металлокомплексов катализировать с тем или иным
оптическим выходом лишь определенный тип химических превращений, либо одну конкретную реакцию. К числу избранных
лигандов, наиболее перспективных для универсализации, объективно можно отнести только производные бинафтила, в
частности, (R)- и (S)-BINAP. Однако коммерческая цена этих и структурно им подобных соединений остается довольно
высокой, что существенно сдерживает их широкое использование в препаративном и промышленном асимметрическом
синтезе. В связи с этим растет спрос на новые нетрадиционные источники хирального углерода и эффективные методы их
превращения в оптически активные лиганды.
Литература
[1] R. Noyori. Asymmetric catalysis in organic synthesis. N.-Y.: Wiley-Interscience Publication. 378p.
[2] Дунина В.В., Белецкая И.П. Гомогенный катализ оптически активными комплексами переходных металлов и его применение в синтезе биоактивных молекул.
ЖорХ. 1992. Т.28. №9. С.929-2000.
[3] U. Nagel, J. Albrecht. The enantioselective hydrogenation of N-acyl dehydroamino acids. Topics in Catalysis. 1998. No.5. P.3-23.
[4] V. Čaplar, G. Comisso, V. Šunjić. Homogeneous asymmetric hydrogenation. Synthesis. 1981. No.2. P.85-116.
[5] I. Ojima. Catalytic Asymmetric Synthesis. VCH Publishers. Inc. 1993. P.10-27.
[6] T.-P. Dang, H. Kagan. The asymmetric synthesis of hydratropic acid and amino-acids by homogeneous catalytic hydrogenation. Chem. Commun. 1971. No.9. P. 481.
[7] H. Kagan, T.-P. Dang. Asymmetric catalytic reduction with transition metal complexes. I. A catalytic system of rhodium (I) with (-)-2,3-O-isopropylidene-2,3-dihydroxy1,4-bis(diphenylphosphino)butane, a new chiral diphosphine. J.Am.Chem.Soc. 1972. V.94. No.18. P.6429-6433.
[8] B. Murrer, J. Broun, P. Chaloner, P. Nickolson, D. Parker. Synthesis of trans-4,5-bis[diphenylarsinomethyl]-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan and an improved preparation of its
phosphine analogue (DIOP). Synthesis. 1979. №5. P.350-352.
[9] T.-P. Dang, J.-C. Poulin, H. Kagan. Reduction asymetrique catalysee par des complexes de metaux de transition. III. Diphosphines chirales derivees de l'isopropylidene
dihydroxy-2,3 bis(diphenylphosphino)-1,4 butane (DIOP). J.Organometal.Chem. 1975. V.91. No.1. P.105-115.
[10] T. Morimoto, M. Chiba, K. Achiwa. Catalytic asymmetric hydrogenation with rhodium complexes of improved DIOPs bearing para-dimethylamino group on the basis
of our designing concept. Tetrahedron Lett. 1988. V.29. No.37. P.4755-4758.
52
__________________
http://chem.kstu.ru
______________
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.
ХИРАЛЬНЫЕ ФОСФОРОРГАНИЧЕСКИЕ ЛИГАНДЫ. СИНТЕЗ И ПРИМЕНЕНИЕ В АСИММЕТРИЧЕСКОМ МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСНОМ КАТАЛИЗЕ___ 27-54
[11] T. Morimoto, M. Chiba, K. Achiwa. Highly efficient asymmetric hydrogenation of itaconic acid derivatives catalyzed by a modified DIOP-rhodium complex. Tetrahedron
Lett. 1989. V.30. No.6. P.735-738.
[12] K. Tani, K. Suwa, E. Tanigawa, T. Ise et al. Preparation of optically active peralkyldiphosphines and their use, as the rhodium(I) complex, in the asymmetric catalytic
hydrogenation of ketones. J.Organometal.Chem. 1989. V.370. No.1-3. P.203-221.
[13] M. Chiba, H. Takahashi, H. Takahashi, T. Morimoto, K. Achiwa. Synthesis and application of a novel bisphosphine ligand, (-)-DIOCP, as an unsymmetrizied DIOP to
prove the general utility of a new designing concept. Tetrahedron Lett. 1987. V.28. No.32. P.3675-3678.
[14] I. Tóth, B. Hanson Novel chiral water soluble phosphines I. Preparation and characterization of amine functionalized DIOP, Chiraphos, and BDPP derivatives and
quaternization of their rhodium complexes. Tetrahedron: Asymmetry. 1990. V.1. No.12. P.895-912.
[15] J. Beneš, J. Hetflejš. Synthesis of some phosphines containing chiral substituents. Collect. Czech. Chem. Commun. 1976. V.41. No.8. P.2256-2263.
[16] D. Sinou, Y. Amrani. Asymmetric water-soluble diphosphines: synthesis and use in hydrogenation as their rhodium complexes of polyoxadiphosphines. J.Mol.Catal. 1986.
V.36. No.3. P.319-327.
[17] J. Holz, A. Börner, A. Kless, S. Borns, et al. Hydroxyalkylphosphines in asymmetric hydrogenations. Tetrahedron: Asymmetry. 1995. V.6. No.8. P.1973-1988.
[18] U. Berens, D. Leckel, S. Oepen. Transacetalization of diethyl tartrate with acetals of α-dicarbonyl compounds: a simple access to a new class of a C2-symmetric auxiliaries
and ligands. J.Org.Chem. 1995. V.60. No.25. P.8204-8208.
[19] U. Berens, R. Selke. New seven-membered ring chelates with unexpected enantioselectivity induction in asymmetric hydrogenation – hint for a constant relative
enantioselectivity Q for pairs of substrates determined by the structure of the catalysts. Tetrahedron: Asymmetry. 1996. V.7. No.7. P.2055-2064.
[20] U. Nagel, E. Kinzel, J. Andrade, G. Prescher. Synthese N-substituierter (R,R)-3,4-Bis(diphenylphosphino)pyrrolidine and Anwendung ihrer Rhodiumkomplexe zur
asymmetrischen Hydrierung von α-(Acylamino)acrylsäure-Derivaten. Chem.Ber. 1986. Bd.119. No.11. P.3326-3343.
[21] K. Inoguchi, K. Achiwa. Efficient asymmetric hydrogenation of (Z)-2-acetamidocinnamic acid catalysed by the rhodium complex of modified N-benzyl-(3R,4R)-3,4bis(diphenylphosphino)pyrrolidine (Degphos). Chem.Pharm.Bull. 1990. V.38. No.3. P.818-820.
[22] U. Nagel, E. Kinzel. Enantioselective katalytische Hydrierung von α-(Acetylamino)-zimsäure mit einem Rhodium Phosphankomplex in wäßriger Lösung. Chem.Ber. 1986.
Bd. 119. No.5. P.1731-1733.
[23] V. Pavlov, E. Zhorov, A. Voloboev, E. Klabunovskii Relationship between product configuration and complex conformation in asymmetric catalysis on metal complexes
(cross-coupling and hydrosylilation reactions). J.Mol.Catal. 1990. V.59. No.1. P.119-135.
[24] Жоров Е.Ю., Гаврилов К.Н., Павлов В.А., Телешев А.Т. и др. Новые катализаторы асимметрического гидросилилирования на основе хиральных фосфитов. Изв.
АН СССР. Сер.хим. 1990. №6. С.1451-1452.
[25] M. Fryzuk, B. Bosnich. Asymmetric synthesis. Production of optically active amino acids by catalytic hydrogenation. J.Am.Chem.Soc. 1977. V.99. No.19. P.6262-6267.
[26] M. Fryzuk, B. Bosnich. Asymmetric synthesis. An asymmetric homogeneous hydrogenation catalyst which breeds its own chirality. J.Am.Chem.Soc. 1978. V.100. No.17.
P.5491-5494.
[27] R. King, J. Bakos, C. Hoff, L. Markó. 1,2-Bis(diphenylphosphino)-1-phenylethane: a chiral ditertiary phosphine derived from mandelic acid used as a ligand in asymmetric
homogeneous hydrogenation catalysts. J.Org.Chem. 1979. V.44. No.10. P.1729-1731.
[28] D. Riley, R. Shumate. 1,2-Bis(diphenylphosphino)-1-cyclohexylethane. A new chiral phosphine ligand for catalytic chiral hydrogenations. J.Org.Chem. 1980. V.45. No.25.
P.5187-5193.
[29] Y. Amrani, L. Lecomte, D. Sinou, J. Bakos et al. Chiral sulfonated phosphines. Syntheses and use as ligands in asymmetric hydrogenation using an aqueous-organic twophase solvent system. Organometallics. 1989. V.8. No.2. P.542-547.
[30] H. Brunner, H.-J. Lautenschlager Synthesis of new optically active bis- and tris(phosphines). Synthesis. 1989. No.9. P.706-709.
[31] H. Brunner, H.-J. Lautenschlager, W. König, R. Krebber. Neue optisch active Chelat-Phosphane – Synthese und Verwendung in der enantioselektiven Katalyse. Chem.Ber.
1990. B.123. No.4. P.847-853.
[32] P. MacNeil, N. Roberts, B. Bosnich Asymmetric synthesis. Asymmetric catalytic hydrogenation using chiral chelating six-membered ring diphosphines. J.Am.Chem.Soc.
1981. V.103. No.9. P.2273-2280.
[33] U. Nagel, H. Nedden. Preparative and structural chemistry of chiral 3-(diphenylphosphanyl)-pyrrolidines and their palladium(II) complexes. Chem. Ber. 1997. B.130. No.3.
P.385-397.
[34] R. Selke, J. Holz, A. Riepe, A. Börner. Impressive enhancement of the enantioselectivity for a hydroxy-containing rhodium(I) bisphosphine catalyst in aqueous solution by
micelle-forming amphiphiles. Chem.Eur.J. 1998. V.4. No.5. P.769-771.
[35] K. Achiwa. Asymmetric hydrogenation with new chiral functionalized bisphosphine-rhodium complexes. J.Am.Chem.Soc. 1976. V.98. No.25. P.8265-8266.
[36] G. Baker, S. Fritschel, J. Stille, J. Stille. Transition-metal-catalysed asymmetric organic synthesis via polymer-attached optically active phosphine ligands. 5. Preparation of
amino acids in high optical yield via catalytic hydrogenation. J.Org.Chem. 1981. V.46. No.14. P.2954-2960.
[37] H. Takeda, T. Tachinami, S. Hosokawa, M. Aburatani et al. Efficient preparation of optically active (S)-(-)-3-methyl-γ-butyrolactone by catalytic asymmetric
hydrogenation using chiral N-substituted pyrrolidinebisphosphine rhodium complexes Chem.Pharm.Bull. 1991. V.39. No.10. P.2706-2708.
[38] H. Takahashi, M. Hattori, M. Chiba, T. Morimito, K. Achiwa. Preparation of new chiral pyrrolidinebisphosphines as highly effective ligands for catalytic asymmetric
synthesis of R-(-)-pantolactone. Tetrahedron Lett. 1986. V.27. No.37. P.4477-4480.
[39] T. Morimoto, H. Takahashi, K .Fujii, M. Chiba, K. Achiwa. Synthesis of a new chiral pyrrolidine ligand bearing two different types of phosphino groups and their effects
on the asymmetric hydrogenation of ketopantolactone. Chem.Lett. 1986. P.2061-2064.
[40] H. Takeda, T. Tachinami, M. Aburatani Practical asymmetric synthesis of (R)-(-)-phenylephrine hydrochloride catalysed by (2R,4R)-MCCPM-rhodium complex.
Tetrahedron Lett. 1989. V.30. No.3. P.367-370.
[41] H. Takahashi, K. Achiwa Design of methoxy-substituted BPPM analogues and their application to the asymmetric synthesis of N-acetyl phenylalanine. Chem.Pharm.Bull.
1988. V.36. No.8. P.3230-3233.
[42] H. Takahashi, K. Achiwa. Efficient asymmetric hydrogenations of (Z)-2-acetamidoacrylic acid derivatives with the cationic rhodium complex of (2S, 4S)-MOD-BPPM.
Chem.Lett. 1989. P.305-308.
[43] K. Inoguchi, T. Morimoto, K. Achiwa. Asymmetric reactions catalysed by chiral metal complexes. XXXII. Efficient asymmetric hydrogenation of itaconic acid derivatives
catalysed by rhodium complexes of improved (2S, 4S)-N-(t-butoxycarbonyl)-4-(diphenylphosphino)-2-[(diphenylphosphino)methyl]pyrrolidine (BPPM) analogues. J.
Organometal.Chem. 1989. V.370. No.1-3. P.С9-С12.
[44] W. Bergstein, A. Kleemann, J. Martens. Enantioselective catalytic hydrogenation of β-acetaminoacrylic acids. Synthesis. 1981. No.1. P.76-78.
[45] T. Hayashi, M. Fukushima, M. Konishi, M. Kumada. Chiral β-dimethylaminoalkylphosphines. Highly efficient ligands for a nickel complex catalysed asymmetric Grignard
cross-coupling reaction Tetrahedron Lett. 1980. V.21. No.1. P.79-82.
[46] T. Hayashi, M. Konishi, M. Fukushima, K. Kanehira, et al. Chiral (β-aminoalkyl)phosphines. Highly efficient phosphine ligands for catalytic asymmetric Grignard crosscoupling. J.Org.Chem. 1983. V.48. No.13. P.2195-2202.
[47] E. Cezarotti, A. Chiesa, G. D'Alfonso. Asymmetric hydrogenation by chiral aminophosphine-phosphinite rhodium complexes. Tetrahedron Lett. 1982. V.23. No.29.
P.2995-2996.
[48] A. Karim, A. Mortreux, F. Petit. Hydrosililation asymetrique de l'acetophenone catalysee par des complexes au rhodium chelates par des ligands aminophosphinite et
aminophosphine-phosphinite. Tetrahedron Lett. 1986. V.27. No.3. P.345-346.
[49] Павлов В.А., Волобоев А.А., Горшкова Л.С., Карпейская Е.И., Клабуновский Е.И. Асимметрическое гидрирование в присутствии бисдифенилфосфиновых
комплексов родия. Сообщение 2. 2R-3-фенил-2N-метил-2N-дифенилфосфинамино-1-дифенилфосфиноксипропан-(1,5-циклооктадиен)родий(I)-перхлорат –
катализатор гидрирования. Изв. АН СССР, Сер. хим. 1987. No.3. С. 513-518.
[50] C. Hatat, N. Kokel, A. Mortreux, F. Petit. New chiral mixed AMPP ligands and their use in asymmetric hydrogenation of activated ketones on rhodium catalysts.
Tetrahedron Lett. 1990. V.31. No.29. P.4139-4142.
[51] F. Agbossou, J.-F. Carpentier, C. Hatat, N. Kokel, A. Mortreux. Neutral rhodium (I) aminophosphine-phosphinite complexes: synthesis, structure, and use in catalytic
asymmetric hydrogenation of activated keto compounds. Crystal structure of [(S)-1-(dicyclohexylphosphino)-2(((dicyclohexylphosphino)oxy)methyl)-pyrrolidine](2,4pentanedionato-O,O')rhodium(I). Organometallics. 1995. V.14. No.5. P.2480-2489.
[52] G. Buono, Ch. Siv., G. Peiffer, Triantaphilides Ch. Threophos: a new chiral aminophosphine phosphinite (AMPP) ligand highly efficient in asymmetric hydrovinylation of
cyclohexa-1,3-diene catalysed by nickel complexes. J.Org.Chem. 1985. V.50. No.10. P.1781-1782.
[53] T. Johnson, G. Rangarajan. Chiral Phosphinites derived from α-D-glucofuranose and α-L-idofuranose. A comparison to chiral phosphines in asymmetric hydrogenation.
J.Org.Chem. 1980. V.45. No.1. P.62-65.
[54] R. Selke, H. Pracejus. Phosphinites of carbohydrates as chiral ligands for asymmetric synthesis catalysed by complexes. Part II. Superiority of phenyl 4,6-O-(R)-benzylidene-2,3O-bis(diphenylphosphino)-β-D-glucopyranoside for rhodium(I)- catalysed hydrogenation of amino acid precursors. J.Mol.Catal. 1986. V.37. No.2-3. P.213-215.
[55] R. Selke. Carbohydrate phosphinites as chiral ligands for asymmetric synthesis catalysed by complexes. V. New rhodium(I)-chelates prepared by precipitation from the
equilibrium between neutral and cationic complexes and hydrolysis of their bonded ligands. J.Organometal.Chem. 1989. V.370. No.1-3. P.241-248.
[56] R. Selke, M. Schwarze, H. Baudisch, I. Grassert, et al. Carbohydrate phosphinites as chiral ligands for asymmetric syntheses catalysed by complexes. Part X. Importance of
all-equatorial arrangement in vicinal bisphosphinite hexapyranoside ligands for rhodium catalysed asymmetric hydrogenation. J.Mol.Catal. 1993. V.84. 3. P.223-237.
[57] T. RajanBabu, T. Ayers, G. Halliday, K. You, J. Calabrese. Carbohydrate phosphinites as practical ligands in asymmetric catalysis: electronic effects and dependence of
backbone chirality in Rh-catalysed asymmetric hydrogenations. Synthesis of R- or S-amino acids using natural sugars as ligand precursors. J.Org.Chem. 1997. V.62. No.17.
P.6012-6028.
© Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. №. 8.
______________
E-mail: [email protected]
______________________ 53
Обзор __________________________________________________ Толстиков А.Г., Хлебникова Т.Б. и Толстиков Г.А.
[58] G. Buisman, M. Martin, E. Vos, A. Klootwijk, et al. Rhodium catalysed asymmetric hydroformylation with diphosphite ligands based on sugar backbones. Tetrahedron:
Asymmetry. 1995. V.6. No.3. P.719-738.
[59] I. Habuš, Z. Raza, V. Šunjić. Chiral bidentate ligands from the most widespread monosaccharides for enantioselective hydrogenation: diphenylphosphinites from D-glucose
and D-xylose. J. Mol. Catal. 1987. V.42. No.3. P.173-181.
[60] S. Saito, Y. Nakamura, Y. Morita. Synthesis of novel sugar phosphine derivatives and homogeneous hydrogenation reactions with their rhodium complexes. Chem. Pharm.
Bull. 1985. V.33. No.12. P.5284-5293.
[61] Y. Amrani, D. Lafont, D. Sinou. Polyoxadiphosphines-1,2 chirales: syntheses et application en hydrogenation asymetrique. J. Mol. Catal. 1985. V.32. No.3. P.333-341.
[62] Y.-Y. Yan, T. RajanBabu Highly flexible synthetic routes to functionalized phospholanes from carbohydrates. J. Org. Chem. 2000. V.65. No.3. P.900-906.
[63] S. Gilberston, Ch.-W. Chang. Synthesis of new disugar phosphine ligands and their use in asymmetric hydrogenation. J. Org. Chem. 1995. V.60. No.19. P. 6226-6228.
[64] K. Yonehara, T. Hashizume, K. Mori, K. Ohe, S. Uemura. Novel water-soluble bisphosphinite chiral lidands derived from α,α- and β,β-trehalose. Application to
asymmetric hydrogenation of dehydroaminoacids and their esters in water or on aqueous/organic biphasic medium. J. Org. Chem. 1999. V.64. No.15. P.5593-5598.
[65] K. Yonehara, T. Hashizume, K. Ohe, S. Uemura. Synthesis of novel chiral phosphines from α,α-trehalose. Tetrahedron: Asymmetry. 1999. V.10. P.4029-4035.
[66] J. Morrison, R. Burnett, A. Aguiar, C. Morrow, C. Phillips. Asymmetric homogeneous hydrogenation with rhodium(I) complexes of chiral phosphines. J. Am. Chem. Soc.
1971. V.93. No.5. P.1301-1303.
[67] C. Fisher, H. Mosher. Asymmetric homogeneous hydrogenation with phosphine-rhodium complexes chiral both at phosphorus and carbon. Tetrahedron Lett. 1977. V.18.
No.29. P.2487-2490.
[68] R. King, J. Bakos, C. Hoff, L. Marko. Poly (tertiary phosphines and arsines). 17. Poly (tertiary phosphines containing terminal neomenthyl groups as ligands in asymmetric
homogeneous hydrogenation catalysts. J. Org. Chem. 1979. V.44. No.18. P.3095-3100.
[69] M. Lauer, O. Samuel, H. Kagan. Synthesis of phellanophos, an efficient chiral 1,2-diphosphine for asymmetric catalysis J. Organometal. Chem. 1979. V.177. No.3. P.309312.
[70] F. Langer, P. Knochel. A new efficient preparation of polyfunctional phosphines using zinc organometallics. Tetrahedron Lett. 1995. V.36. No.26. P.4591-4594.
[71] F. Langer, K. Püntener, R. Stürmer, P. Knochel. Preparation of polyfunctional phosphines using zinc organometallics. Tetrahedron: Asymmetry. 1997. V.8. No.5. P.715-738.
[72] A.G. Tolstikov, O.V. Tolstikova, T.B. Khlebnikova, K.I. Zamaraev,† V.G. Kasradze, L.V. Spirikhin. Chiral organophosphorous ligands derived from the levopimaric acidmaleic anhydride adduct. Mendeleev Commun. 1996. No.6. Р.215-216.
[73] Толстиков А.Г., Карпышев Н.Н., Толстикова О.В., Хлебникова Т.Б., Сальников Г.Е., Маматюк В.И., Гатилов Ю.В., Багрянская И.Ю. Производные
левопимаровой кислоты в синтезе хиральных фосфорорганических лигандов декагидрофенантренового ряда. ЖОрХ. 2001. Т.37. Вып.8. С.1193-1207.
[74] S. Gladiali, G. Faedda, M. Marchetti, C. Botteghi. Asymmetric hydrogenation, hydroformylation and hydrocarbalkoxylation of olefins by transition metal complexes with
steroidal phosphines. J. Organometal. Chem. 1983. V.244. P.289-302.
[75] R. Thomson, W. Jackson, D. Haarburger, E. Klabunovsky, V. Pavlov. The stereochemistry of organometallic compounds. XXIX. Synthesis of steroidal 1,4- 1,3- and 1,6diphosphines and their evaluation as ligands in metal-catalysed asymmetric synthesis. Aust. J. Chem. 1987. V.40. No.6. P.1083-1106.
[76] A. Miyasita, H. Takaya, T. Souchi, R. Noyori. 2,2'-Bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphtyl (BINAP) - a new atropoisomeric bis(triaryl)phosphine. Synthesis and its use in
the Rh(I)-catalysed asymmetric hydrogenation of α-(acylamino)acrylic acids. Tetrahedron. 1984. V.40. No.8. P.1245-1253.
[77] H. Takaya, K. Mashima, K. Koyano. Practical synthesis of (R)- or (S)-2,2'-bis(diarylphosphino)-1,1'-binaphtyls (BINAPs). J. Org. Chem. 1986. V.51. No.5. P.629-635.
[78] S. Otsuka, K. Tani. Catalytic Asymmetric Hydrogen Migration of allylamines. Synthesis. 1992. No.9. P.665-680.
[79] X. Zhang, K. Mashima, K. Koyano, K. Sayo et al. Synthesis of partially hydrogenated BINAP variants. Tetrahedron Lett. 1991. V.32. No.49. P.7283-7286.
[80] D. Cai, J. Payback, D. Bender, D. Hughes et al. Synthesis of chiral 2,2'-bis(diphenylphosphino)-1,1'-binaphtyl (BINAP) via a novel nickel-catalysed phosphine insertion. J.
Org. Chem. 1994. V.59. No.23. P.7180-7181.
[81] R. Grubbs, R. DeVries. Asymmetric hydrogenation by an atropoisomeric diphosphinite rhodium complexes. Tetrahedron Lett. 1977. V.18. No.22. P.1879-1880.
[82] F. Zhang, P. Cheng-Chao, A. Chan. Asymmetric synthesis of chiral amine derivatives through enantioselective hydrogenation with a highly effective rhodium catalyst
containing a chiral bisaminophosphine ligand. J. Am. Chem. Soc. 1998. V.120. No.18. P.5808-5809.
[83] Y. Uozumi, A. Tanahashi, S.-Y. Lee, T. Hayashi. Synthesis of optically active 2-(diarylphosphino)-1,1'-binaphtyls, efficient chiral monodentate phosphine ligands. J. Org.
Chem. 1993. V.58. No.7. P.1945-1948.
[84] K. Nogaki, N. Sakoi, T. Nanno, T. Higashijima, et al. Highly enantioselective hydroformylation of olefins catalysed by rhodium (I) complexes of new chiral phosphinephosphite ligands. J. Am. Chem. Soc. 1997. V.119. No.19. P.4413-4423.
[85] Y. Uozumi, N. Suzuki, A. Ogiwara, T. Hayashi. Preparation of optically active binaphtylmonophosphines (MOP's) containing various functional groups. Tetrahedron.
1994. V.50. No.15. P.4293-4302.
[86] R. Noyori. Organometallic ways for the multiplication of chirality. Tetrahedron. 1994. V.50. No.15. P.4259-4292.
[87] T. Hayashi. Chiral monodentate phosphine ligand MOP for transition-metal-catalysed asymmetric reactions. Acc. Chem. Res. 2000. V.33. No.6. P.354-362.
[88] N. Yamamoto, M. Murata, T. Morimoto, K. Achiwa. Synthesis of axially dissymmetric biphenylphosphine ligands, BIMOPs and asymmetric hydrogenation of β-keto ester
and α,β-unsaturated carboxylic acid catalysed by their ruthenium (II) complexes. Chem. Pharm. Bull. 1991. V.39. No.4. P.1085-1087.
[89] Murata M., Yamamoto N., Yoshikawa K., Morimoto T., Achiwa K. Synthesis of atropoisomeric biphenylbisphosphine, 6,6'-bis(dicyclohexylphosphino)-3,3'-dimethoxy2,2',4,4'-tetramethyl-1,1'-biphenyl and its use in rhodium (I)-catalysed asymmetric hydrogenation. Chem. Pharm. Bull. 1991. V.39. No.10. P.2767-2769.
[90] M. Murata, T. Morimoto, K. Achiwa Synthesis of atropoisomeric biphenylphosphine, 6,2'-bis(diphenylphosphino)-3-methoxy-2,4-dimethyl-4',6'-bis(trifluoromethyl)-1,1'biphenyl (FUPMOP) and its use in ruthenium (II)-catalysed asymmetric hydrogenation of a 3-oxo-ester. Synlett. 1991. No.11. P.827-829.
[91] R. Schmid, E. Broger, M. Cereghetti, Y. Crameri, et al. New developments in enantioselective hydrogenation. Pure Appl. Chem. 1996. V. 68. No.1. P.131-138.
[92] P. Pye, K. Rossen, Reamer R., N. Tsou, et al. A new planar chiral bisphosphine ligand for asymmetric catalysis: highly enantioselective hydrogenations under mild
conditions. J. Am. Chem. Soc. 1997. V.119. 26. P.6207-6208.
[93] I. Butler, A. Cullen, S. Rettig. Synthesis of derivatives of (α-(dimethylamino)ethyl)ferrocene via lithiation reactions and the structure of 2-(α-(dimethylamino)ethyl)-1,1',3tris(trimethylsilyl)ferrocene. Organometallics. 1986. V.5. No.7. P.1320-1328.
[94] T. Hayashi, K. Kanehira, T. Hagihara, M. Kumada. Asymmetric synthesis catalysed by chiral ferrocenylphosphine-transition-metal complexes. 5. Palladium-catalysed
asymmetric allylation of active methane compounds. J. Org. Chem. 1988. V. 53. No.1. P.113-120.
[95] T. Hayashi, A. Yamamoto, M. Hojo, K. Kishi, Y. Ito. Asymmetric synthesis catalysed by chiral ferrocenylphosphine-transition metal complexes. VII. New chiral
ferrocenylphosphines with C2 symmetry. J. Organomet. Chem. 1989. V.370. No.1-3. P.129-139.
[96] M. Sawamura, H. Hamashima, Y. Ito. A trans-chelating chiral diphosphine ligand: synthesis of 2,2''-bis[1-(diphenylphosphino)ethyl]-1,1''-biferrocene and its complexes
with platinum(II) and palladium(II). Tetrahedron: Asymmetry. 1991. V.2. No.7. P.593-596.
[97] M. Sawamura, H. Hamashima, Y. Ito. Asymmetric Michael reaction of α-cyano carboxylates catalysed by a rhodium complex with trans-chelating chiral diphosphine
PhTRAP. Tetrahedron. 1994. V.50. No.15. P.4439-4454.
[98] H. Brunner, W. Pieronczyk. Asymmetric hydrogenation of (Z)-α-(acetylamino)-cinnamic acid by a Rh/norphos catalyst. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1979. V.18. No.8.
P.20-621.
[99] J. Nieman, M. Parvez, B. Keay. An improved synthesis and resolution of (±)-cis,cis-spiro[4.4]nonane-1,6-diol. Tetrahedron: Asymmetry. 1993. V.4. No.9. P.1973-1976.
[100] A. Chan, W. Hu, Ch.-Ch. Pai, Ch.-P. Lau. Novel spiro phosphinite ligands and their application in homogeneous catalytic hydrogenation reactions. J. Am. Chem. Soc.
1997. V.119. No.40. P.9570-9571.
54
__________________
http://chem.kstu.ru
______________
© Chemistry and Computational Simulation. Butlerov Communications. 2002. No. 8. 27.