Хлорид бис(циклопентадиенил)титана(III)
![]() | |
Имена | |
---|---|
Другие имена
монохлорид титаноцена
Реактив Ньюджента-РаджанаБабу | |
Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
ПабХим CID
|
|
Характеристики | |
С 20 Н 20 Cl 2 Ти 2 | |
Молярная масса | 427.01 g·mol −1 |
Появление | зеленый твердый |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
|
Хлорид бис(циклопентадиенил)титана(III) , также известный как реагент Ньюджента-Раджана Бабу , представляет собой титанорганическое соединение , которое существует в виде димера с формулой [(C 5 H 5 ) 2 TiCl] 2 . Это чувствительное к воздуху твердое вещество зеленого цвета. Комплекс находит специализированное применение в синтетической органической химии в качестве одноэлектронного восстановителя .
В присутствии подходящего растворителя, который может действовать как двухэлектронный донор («сольв»), такого как эфир типа тетрагидрофурана , димер отделяется и образует химическое равновесие между формами [(C 5 H 5 ) 2 TiCl] и [(C 5 H 5 ) 2 Ti(сольв)Cl]. Именно эти формы отвечают за большую часть химических свойств этого реагента , что также является причиной того, что вещество иногда записывают как [(C 5 H 5 ) 2 TiCl] или [Cp 2 TiCl], где Cp − представляет собой циклопентадиенильный анион .
Примером применения этого реагента является получение винорелбина , химиотерапевтического агента , который можно получить в три этапа из встречающегося в природе алкалоида лейрозина.
Синтез и структура
[ редактировать ]Впервые об этом сообщил в 1955 году Джеффри Уилкинсон. [ 1 ] Обычно его получают восстановлением дихлорида цинком титаноцена . [ 2 ] марганец или магний . [ 3 ] Для использования в органическом синтезе реагент часто готовят и используют непосредственно на месте . [ 4 ]
Молекула принимает димерную структуру с мостиковыми хлоридами. [ 5 ] хотя в подходящем растворителе, таком как ТГФ , [ 4 ] существует в химическом равновесии с мономерными структурами: [ 5 ]


Было измерено, что молекула представляет собой синглет с открытой оболочкой с константой J-связи -138 см-1. −1 . [ 5 ]
Соединение также известно как реагент Ньюджента-РаджанаБабу в честь ученых Уильяма А. Ньюджента и Т.В. (Бабу) РаджанБабу и нашло применение в свободнорадикальной и металлоорганической химии . [ 6 ]
Использование в органическом синтезе
[ редактировать ]
Хлорид бис(циклопентадиенил)титана(III) влияет на антимарковниковское раскрытие эпоксидов до промежуточных свободных радикалов и толерантен к спиртам и некоторым основным функциональным группам азота, однако он чувствителен к окислительным функциональным группам, таким как нитрогруппы . [ 7 ] Как видно на приведенной выше иллюстрации, последующая реакция протекает по пути, определяемому добавляемыми реагентами и условиями реакции: [ 8 ]
- В присутствии доноров атомов водорода, таких как 1,4-циклогексадиен , [ 9 ] т Куст , [ 10 ] вода, [ 11 ] промежуточное соединение протонируется до спиртового продукта. Это преобразование дает региоизомер, комплементарный региоизомеру эпоксидного раскрытия с использованием гидрида металла; [ 7 ] использование алюмогидрида лития для получения спирта Марковникова и, в частности, аксиальных циклогексанолов из эпоксициклогексанов . в частности, хорошо известно [ 12 ] [ 13 ]
- Реакция промежуточного соединения со вторым эквивалентом Cp 2 TiCl улавливает радикал в виде разновидности алкилтитана (IV), которая может либо подвергаться отщеплению β-гидрида (предпочтительно для разновидностей 3°), либо дегидратации посредством отщепления β-алкокси; в обоих случаях олефиновый продукт. образуется [ 7 ] [ 8 ] [ 14 ]
- Промежуточный радикал также может быть захвачен внутримолекулярно, соответствующий акцепторный фрагмент если в эпоксиде присутствует (такой как алкен, алкин, карбонил и т. д.). Синтез натуральных продуктов с несколькими кольцевыми системами воспользовался этим путем. [ 14 ] межмолекулярный захват акрилатов и акрилонитрилов радикалами эпоксидного происхождения. Возможен [ 15 ] а также конъюнктивные внутримежмолекулярные варианты. [ 16 ]
- Другой путь перехватывает промежуточный радикал с помощью никелевого катализа и облегчает энантиоселективное перекрестное сочетание открытых эпоксидов с галогенидными и псевдогалогенидными электрофилами . [ 17 ]

Реагент использовался в синтезе более 20 природных продуктов. [ 6 ] [ 7 ] [ 14 ] Цератопиканол представляет собой встречающийся в природе сесквитерпен , и его углеродный скелет включен в структуры как анислактона А, так и меррилактона А. [ 8 ] [ 14 ] Региоселективное раскрытие эпоксида и циклизация радикала 5- exo dig для формирования ядра цератопиканола. [ 14 ] [ 18 ] Добавление в реакцию гидрохлоридной соли облегчает высвобождение связанного с кислородом промежуточного соединения титана (IV), что позволяет повторно использовать реагент. [ 19 ]
Мадагаскарский барвинок Catharanthus roseus L. является источником ряда важных натуральных продуктов, включая катарантин и виндолин. [ 20 ] и алкалоиды барвинка, которые он производит из них: лейрозин и химиотерапевтические агенты винбластин и винкристин , все из которых можно получить из растения. [ 8 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] Новый полусинтетический химиотерапевтический препарат винорелбин используется в лечении немелкоклеточного рака легких. [ 22 ] [ 24 ] и неизвестно, встречается ли он в природе. Однако его можно приготовить либо из виндолина, либо из катарантина. [ 22 ] [ 25 ] или из лейрозина, [ 26 ] в обоих случаях путем синтеза ангидровинбластина, который «можно рассматривать как ключевой промежуточный продукт для синтеза винорелбина». [ 22 ] Лейрозиновый путь использует реагент Ньюджента-РаджанаБабу для высокохемоселективной дезоксигенации лерозина. [ 14 ] [ 26 ] Затем ангидровинбластин последовательно подвергают реакции с N -бромсукцинимидом и трифторуксусной кислотой , а затем с тетрафторборатом серебра с получением винорелбина. [ 25 ]

Дополнительная реактивность
[ редактировать ]Циклические и бензилкетоны восстанавливаются до соответствующих спиртов. [ 27 ]

Хлорид бис(циклопентадиенил)титана(III) также влияет как на Пинакол, так и на Пинакол . [ 28 ] [ 29 ] и Макмерри [ 30 ] соединения альдегидов и кетонов. Реакционная способность типа Барбье наблюдается между альдегидами или кетонами и аллильными электрофилами в каталитических условиях. [ 31 ] Предлагаемый механизм включает опосредованное титаном (III) образование аллильного радикала, который перехватывает координированный титаном (III) карбонил. Другое применение включает одноэлектронное восстановление енонов для образования аллильных радикалов, которые могут подвергаться межмолекулярному захвату акрилонитрилами с образованием аддуктов типа Михаэля . [ 32 ] Бензиловые и аллиловые спирты можно дезоксигенировать в мягких условиях с использованием сверхстехиометрического Cp 2 TiCl, однако возможности использования алифатических спиртов в настоящее время ограничены. [ 30 ]

Механизм
[ редактировать ]Димерный комплекс титана(III) обратимо диссоциирует до мономера Cp 2 TiCl. Эта разновидность электронов с 15 электронами является кислотой Льюиса и, таким образом, связывает эпоксиды и карбонильные соединения. [ 33 ] Комплекс переносит один электрон на координированный субстрат, образуя алкилцентрированный радикал и связанную с кислородом разновидность титана (IV). Этот процесс обусловлен прочностью связи титан-кислород, а также снятием напряжения в случае эпоксидов. [ 34 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Бирмингем, JM; Фишер, АК; Уилкинсон, Г. (1955). «Восстановление бис-циклопентадиенильных соединений». Naturwissenschaften . 42 (4): 96. Бибкод : 1955NW.....42Q..96B . дои : 10.1007/BF00617242 . S2CID 44523847 .
- ^ Манзер, Ле; Минц, Э.А.; Маркс, Ти Джей (1982). Циклопентадиенильные комплексы титана(III) и ванадия(III) . Неорганические синтезы . Том. 21. С. 84–86. дои : 10.1002/9780470132524.ch18 . ISBN 9780470132524 .
- ^ Ханда, Юичи; Инанага, Дзюнджи (1987). «Высокостереоселективная пинаколизация ароматических и α, β-ненасыщенных альдегидов, опосредованная комплексом титана (III)-магния (II)». Буквы тетраэдра . 28 (46): 5717–5718. дои : 10.1016/S0040-4039(00)96822-9 .
- ^ Jump up to: а б Ньюджент, Уильям А.; РаджанБабу, ТВ (1988). «Радикалы с переходными металлами в органическом синтезе. Циклизация эпоксидных олефинов, индуцированная титаном (III)». Журнал Американского химического общества . 110 (25): 8561–8562. дои : 10.1021/ja00233a051 .
- ^ Jump up to: а б с Юнгст, Рудольф; Секутовски, Деннис; Дэвис, Джимми; Люли, Мэтью; Стаки, Гален (1977). «Структурные и магнитные свойства ди-μ-хлор-бис[бис(η 5 -циклопентадиенил)титан(III)] и ди-μ-бром-бис[бис(η 5 -метилциклопентадиенил)титан(III)]». Неорганическая химия . 16 (7): 1645–1655. doi : 10.1021/ic50173a015 .
- ^ Jump up to: а б Росалес, Антонио; Родригес-Гарсия, Игнасио; Муньос-Баскон, Хуан; Ролдан-Молина, Эстер; Падиал, Наталья Михайловна; Моралес, Лаура П.; Гарсиа-Оканья, Марта; Олтра, Дж. Энрике (2015). «Реагент Ньюгента: мощный инструмент в современной радикальной и металлоорганической химии». Европейский журнал органической химии . 2015 (21): 4567–4591. дои : 10.1002/ejoc.201500292 .
Эта обзорная статья была исправлена и теперь относится к «реагенту Ньюджента-РаджанаБабу», а не к «реагенту Ньюджента»:
Росалес, Антонио; Родригес-Гарсия, Игнасио; Муньос-Баскон, Хуан; Ролдан-Молина, Эстер; Падиал, Наталья Михайловна; Моралес, Лаура П.; Гарсиа-Оканья, Марта; Олтра, Дж. Энрике (2015). «Реагент Ньюджента-РаджанаБабу: мощный инструмент в современной радикальной и металлоорганической химии» . Европейский журнал органической химии . 2015 (21): 4592. doi : 10.1002/ejoc.201500761 . - ^ Jump up to: а б с д Ньюджент, Уильям А. (1 января 2001 г.). Энциклопедия реагентов для органического синтеза . Джон Уайли и сыновья . дои : 10.1002/047084289x.rn00294 . ISBN 9780470842898 .
- ^ Jump up to: а б с д Ганзойер, Андреас; Юстиция, Хосе; Фан, Чун-Ан; Воргалл, Деннис; Пистерт, Фредерик (2007). «Образование восстановительной связи C—C после раскрытия эпоксида посредством переноса электрона» . В Крише, Майкл Дж. (ред.). Образование восстановительной связи C—C, катализируемое металлом: отличие от предварительно полученных металлоорганических реагентов . Темы современной химии. Том. 279. Springer Science & Business Media . стр. 25–52. дои : 10.1007/128_2007_130 . ISBN 9783540728795 .
- ^ РаджанБабу, ТВ; Ньюджент, Уильям А.; Битти, Маргарет С. (1990). «Свободнорадикальное восстановление и дезоксигенация эпоксидов». Журнал Американского химического общества . 112 (17): 6408–6409. дои : 10.1021/ja00173a045 .
- ^ РаджанБабу, ТВ; Ньюджент, Уильям А. (1994). «Селективное генерирование свободных радикалов из эпоксидов с использованием радикала переходного металла. Новый мощный инструмент для органического синтеза». Журнал Американского химического общества . 116 (3): 986–997. дои : 10.1021/ja00082a021 .
- ^ Барреро, Алехандро Ф.; Олтра, Дж. Энрике; Куэрва, Хуан М.; Розалес, Антонио (2002). «Влияние растворителей и воды на опосредованную Ti (III) радикальную циклизацию эпоксигермакролидов. Простой синтез и абсолютная стереохимия (+)-3α-гидроксирейнозина и родственных эвдесманолидов». Журнал органической химии . 67 (8): 2566–2571. дои : 10.1021/jo016277e . ПМИД 11950302 .
- ^ Рикборн, Брюс; Квартуччи, Джо (1964). «Стереохимия и механизм восстановления литийалюминийгидрида и смешанного гидрида оксида 4 -т- бутилциклогексена». Журнал органической химии . 29 (11): 3185–3188. дои : 10.1021/jo01034a015 .
- ^ Рикборн, Брюс; Ламке, Уоллес Э. (1967). «Восстановление эпоксидов. II. Литийалюминийгидрид и смешанное гидридное восстановление оксида 3-метилциклогексена». Журнал органической химии . 32 (3): 537–539. дои : 10.1021/jo01278a005 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Морсильо, Сара П.; Мигель, Делия; Кампанья, Арасели Г.; Сьенфуэгос, Луис Альварес де; Юстиция, Хосе; Куэрва, Хуан М. (2014). «Недавние применения Cp 2 TiCl в синтезе природных продуктов» . Границы органической химии . 1 (1): 15–33. дои : 10.1039/c3qo00024a . hdl : 10481/47295 .
- ^ РаджанБабу, ТВ; Ньюджент, Уильям А. (1989). «Межмолекулярное присоединение эпоксидов к активированным олефинам: новая реакция». Журнал Американского химического общества . 111 (12): 4525–4527. дои : 10.1021/ja00194a073 .
- ^ Ганзойер, Андреас; Пьеробон, Марианна; Блюм, Харальд (2002). «Стереоселективный синтез три- и тетразамещенных олефинов реакциями тандемной циклизации-присоединения с участием виниловых радикалов». Angewandte Chemie, международное издание . 41 (17): 3206–3208. doi : 10.1002/1521-3773(20020902)41:17<3206::AID-ANIE3206>3.0.CO;2-2 . ПМИД 12207390 .
- ^ Чжао, Ян; Вейкс, Дэниел Дж. (2015). «Энантиоселективное кросс-сочетание мезоэпоксидов с арилгалогенидами» . Журнал Американского химического общества . 137 (9): 3237–3240. дои : 10.1021/jacs.5b01909 . ПМК 4415026 . ПМИД 25716775 .
- ^ Клайв, DLJ; Магнусон, Стивен Р.; Мэннинг, Хартфорд В.; Мэйхью, Дэррин Л. (1996). «Циклопентаннуляция с помощью итеративного процесса последовательной перегруппировки Клайзена и закрытия енинового радикала: пути к трихинановым и пропеллановым системам и использование в синтезе (±)-цератопиканола». Журнал органической химии . 61 (6): 2095–2108. дои : 10.1021/jo951930h .
- ^ Ганзойер, Андреас; Пьеробон, Марианна; Блюм, Харальд (1998). «Каталитическая, высокорегио- и хемоселективная генерация радикалов из эпоксидов: дихлорид титаноцена как катализатор электронного переноса в радикальных реакциях, катализируемых переходными металлами». Angewandte Chemie, международное издание . 37 (1–2): 101–103. doi : 10.1002/(sici)1521-3773(19980202)37:1/2<101::aid-anie101>3.0.co;2-w .
- ^ Хирата, К.; Миямото, К.; Миура, Ю. (1994). « Catharanthus roseus L. (Барвинок): производство виндолина и катарантина в многопобеговых культурах» . В Баджадже, YPS (ред.). Биотехнология в сельском и лесном хозяйстве 26 . Лекарственные и ароматические растения. Том. VI. Спрингер-Верлаг . стр. 46–55 . ISBN 9783540563914 .
- ^ Купер, Раймонд; Дикин, Джеффри Джон (2016). «Подарок Африки миру» . Ботанические чудеса: химия растений, изменивших мир . ЦРК Пресс . стр. 46–51. ISBN 9781498704304 .
- ^ Jump up to: а б с д Кеглевич, Петр; Хазай, Ласло; Калаус, Джордж; Сантай, Чаба (2012). «Модификации основных скелетов винбластина и винкристина» . Молекулы . 17 (5): 5893–5914. дои : 10.3390/molecules17055893 . ПМК 6268133 . ПМИД 22609781 .
- ^ Равинья, Энрике (2011). «Алкалоиды барвинка» . Эволюция открытия лекарств: от традиционных лекарств к современным лекарствам . Джон Уайли и сыновья . стр. 157–159. ISBN 9783527326693 .
- ^ Фаллер, Брайан А.; Панди, Трайлокья Н. (2011). «Безопасность и эффективность винорелбина при лечении немелкоклеточного рака легких» . Клиническая медицина: онкология . 5 : 131–144. дои : 10.4137/CMO.S5074 . ПМК 3117629 . ПМИД 21695100 .
- ^ Jump up to: а б Нго, Куок Ань; Русси, Фанни; Кормье, Энтони; Торет, Сильвиана; Кноссов, Марсель; Генар, Даниэль; Геритт, Франсуаза (2009). «Синтез и биологическая оценка алкалоидов барвинка и гибридов фомопсина». Журнал медицинской химии . 52 (1): 134–142. дои : 10.1021/jm801064y . ПМИД 19072542 .
- ^ Jump up to: а б Ардуэн, Кристоф; Дорис, Эрик; Руссо, Бернар; Миосковски, Чарльз (2002). «Краткий синтез ангидровинбластина из лейрозина». Органические письма . 4 (7): 1151–1153. дои : 10.1021/ol025560c . ПМИД 11922805 .
- ^ Подметальщик, Александр Ф.; Розалес, Энтони; Кроу, Джон М.; Ганзойер, Эндрю; Олтра, Дж. Генри (2003). «Селективное восстановление кетонов в водных средах, катализируемое титаноценом. Безопасный, мягкий и недорогой метод синтеза вторичных спиртов методом радикальной химии». тетраэдра Буквы 44 (5): 1079–1082. дои : 10.1016/S0040-4039(02)02703-X .
- ^ Ганзойер, Андреас (1997). «Пинаколовое сочетание ароматических альдегидов, катализируемое титаноценовым комплексом: радикальная реакция, катализируемая переходным металлом». Химические коммуникации . 1997 (5): 457–458. дои : 10.1039/A608438I .
- ^ Стоп, Мигель; Кампания, Арасели Г.; Эстевес, Роза Э.; Сьенфуэгос, Луис Альварес де; Хименес, Таня; Роблес, Рафаэль; Куэрва, Хуан М.; Олтра, Дж. Энрике (2009). "Неожиданный ты III /Mn-промотируемое соединение кетонов пинаколом». Журнал органической химии . 74 (9): 3616–3619. doi : 10.1021/jo9005238 . PMID 19334701 .
- ^ Jump up to: а б Диегес, Гораций Р.; Лопес, Армандо; Воскресенье, Викторианский; Артеага, Хесус Ф.; Добадо, Джозеф А.; Кузнец, М. Си; Мораль, Хосе Ф. Килес; Подметальщик, Александр Ф. (2010). «Ослабление связей C—O: Ti (III), новый реагент для дезоксигенирования спиртов и олефинирования карбонильным соединением». Журнал Американского химического общества . 132 (1): 254–259. дои : 10.1021/ja906083c . ПМИД 20000601 .
- ^ Росалес, Антонио; Оллер-Лопес, Хуан Л.; Джастис, Джозеф; Ганзойер, Андреас; Олтра, Дж. Энрике; Куэрва, Хуан М. (2004). «Беспрецедентные реакции типа Барбье, катализируемые титаноценом (III)». Химические коммуникации . 2004 (22): 2628–2629. дои : 10.1039/B411173G . ПМИД 15543313 .
- ^ Штрейфф, Ян (2011). «Катализируемая титаном (III) окислительно-восстановительная реакция Умполунга для восстановительного кросс-сочетания енонов с акрилонитрилами». Химия – Европейский журнал . 17 (20): 5507–5510. дои : 10.1002/chem.201100501 . ПМИД 21488110 .
- ^ Кангонюль, Асли; Белендорф, Майке; Ганзойер, Андреас; Гастель, Морис ван (2013). «Радикальное вскрытие эпоксида титаноценами». Неорганическая химия . 52 (20): 11859–11866. дои : 10.1021/ic401403a . ПМИД 24112112 .
- ^ Ганзойер, Андреас; Барчук Андрей; Келлер, Флориан; Шмитт, Мартин; Гримме, Стефан; Геренкамп, Марейке; Мюк-Лихтенфельд, Кристиан; Даасбьерг, Ким; Свит, Хайди (2007). «Механизм опосредованного титаноценом открытия эпоксида посредством гомолитического замещения». Журнал Американского химического общества . 129 (5): 1359–1371. дои : 10.1021/ja067054e . ПМИД 17263420 .