Йозифосные лиганды

Общая схема йозифосного лиганда ^{[ 1 ]}

Лиганд Josiphos представляет собой тип хирального дифосфина , который был модифицирован для субстрат -специфичности; они широко используются для энантиоселективного синтеза . ^{[ 2 ]} Они широко используются в асимметричном катализе. ^{[ 3 ]}

История

В современном энантиоселективном синтезе обычно используется хорошо подобранный гомогенный катализатор на ключевых стадиях . Лиганды . этих катализаторов придают хиральность Семейство привилегированных лигандов Josiphos обеспечивает особенно высокие выходы в энантиоселективном синтезе. ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}

Ciba (ныне Novartis ). В начале 1990-х годов Антонио Тони начал обучение в Центральной исследовательской лаборатории ^{[ 6 ]} ранее известный ^{[ 7 ]} ферроценильные лиганды для Au(I) катализируемой альдольной реакции, . ^{[ 6 ]} Команда Тони начала рассматривать дифосфиновые лиганды, а техник Джози Пулео приготовил первые лиганды с помощью вторичных фосфинов. Команда применила продукты Puleo в Ru , катализируемом енамидов синтезе гидрирования ; при значительном успехе реакция имела ee >99% и частоту оборота (TOF) 0,3 с. ⁻¹. ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]} Тот же лиганд оказался полезным в производстве (S)-метолахлора , активного ингредиента самого распространенного гербицида в Соединенных Штатах. Синтез требует энантиоселективного имина гидрирования ; после введения катализатора реакция протекает со 100% конверсией, числом оборотов (TON) >7млн и частотой оборотов >0,5 мс. ⁻¹. Этот процесс представляет собой крупнейшее применение энантиоселективного гидрирования, позволяющее производить более 10 килотонн желаемого продукта в год с 79% э.э. ^{[ 2 ]} ^{[ 1 ]}

в неэнантиоселективных реакциях: катализируемой Pd реакции арилхлоридов и арилвинилтозилатов Лиганды йозифоса также используются с TON 20 000 или выше, ^{[ 8 ]} каталитическое карбонилирование, ^{[ 9 ]} или Гриньяра и Негиши . муфты ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]} Различные лиганды Josiphos коммерчески доступны по лицензии от Solvias . (RS) и его энантиомер обеспечивают более высокие выходы и энантиоселективность, чем диастереомер (R,R). ^{[ 1 ]}

Ферроценовый каркас оказался универсальным. ^{[ 3 ]}^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}^{[ 15 ]} Одним из структурных параметров, влияющих на реактивность, является угол прикуса. П ¹-МП ² угол имеет среднее значение 92,7°. ^{[ 3 ]}

По общему мнению, индивидуальный лиганд сокращается как (R)-(S)-R ₂ PF-PR' ₂ . Заместитель в Cp написан перед F, а R в хиральном центре после F. ^{[ 2 ]}

Реакции с использованием лигандов Йозифоса

Некоторые реакции, которые осуществляются с использованием комплексов M-Йозифоса в качестве катализатора, перечислены ниже. Другими реакциями, в которых могут быть использованы лиганды Йозифоса, являются: гидрирование связей C=N, C=C и C=O , катализируемое аллильное замещение , гидрокарбоксилирование , присоединение Михаэля , аллильное алкилирование , реакции типа Хека , оксабицикла раскрытие кольца и аллиламина. изомеризация . ^{[ нужна ссылка ]}

Гидроборирование стирола: Вышеупомянутая реакция, проведенная при -78 °C, имеет ee до 92% и время TOF 5-10 часов. ⁻¹. ^{[ 16 ]} Комплекс Rh-бинап Хаяши дает лучший урожай. ^{[ 17 ]}
Гидроформилирование стирола: Эта схема реакции дает до 78% э.и. продукта (R), но низкие значения TON и TOF: 10–210 и 1–14 ч. ⁻¹ (соответственно). ^{[ 2 ]}^{[ 18 ]}
Восстановительное аминирование: Выше представлено получение (S)-метолахлора . Для хороших выходов и 100%-ной конверсии необходим растворитель AcOH. ^{[ 17 ]}
Гидрирование экзоциклического метилимина: Этот ключевой этап синтеза ВИЧ-интегразы ингибитора Криксивана является одной из немногих известных реакций гидрирования гомогенных гетероаренов . Громоздкие группы R повышают производительность катализатора: ee 97%, а время TON и TOF составляет 1 тыс. и 8 мин. ⁻¹, соответственно. ^{[ 19 ]}^{[ 20 ]}
Асимметричный синтез производных хроманоилпиридина: Эта реакция, являющаяся промежуточным продуктом синтеза антигипертензивного и противоалопетического производного хроманоилпиридина , демонстрирует высокую энантиоселективность, но низкую активность. ^{[ 21 ]}

Модифицированные лиганды Йозифоса

Сообщалось о многих вариациях лигандов Йозифоса. Одно семейство получают из амина Уги .

Схема синтеза модифицированных йозифосных лигандов

Важным улучшением начального синтеза стало использование N(CH ₃ ) ₂ в качестве уходящей группы вместо ацетата , хотя растворитель уксусная кислота дает лучшие выходы. ^{[ 6 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Блазер, Ганс Ульрих; Пугин, Бенуа; Шпиндлер, Феликс (2021). «Развлечение (и коммерческий успех) с иозифосом и родственными хиральными лигандами на основе ферроцена». Helvetica Chimica Acta . 104 . дои : 10.1002/hlca.202000192 . S2CID 229427019 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Блазер, Ганс-Ульрих; Бриден, Уолтер; Пугин, Бенуа; Шпиндлер, Феликс; Штудер, Мартин; Тони, Антонио (2002). «Сольвиас Йозифос Лиганды: от открытия к техническому применению» . Темы катализа . 19 (1): 3–16. дои : 10.1023/A:1013832630565 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Блазер, Ганс-Ульрих; Пугин, Бенуа; Шпиндлер, Феликс; Мехия, Эстебан; Тони, Антонио (6 апреля 2011 г.). Чжоу, Ци-Лин (ред.). Йозифосские лиганды: от открытия к техническому применению (1-е изд.). Уайли. стр. 93–136. дои : 10.1002/9783527635207.ch3 . ISBN 978-3-527-32704-1 .
^ Спессард, Гэри О.; Мисслер, Гэри Л. (2010). Металлоорганическая химия (2-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. стр. 378–379. ISBN 978-0-19-533099-1 .
^ Эльшенбройх, Кристофер (2006). Металлоорганические соединения: Третье издание. стр.518-519
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Тони, Антонио (27 марта 1996 г.). «Разработка новых хиральных ферроценильных лигандов для асимметричного катализа: личный отчет» . ХИМИЯ . 50 (3): 86. doi : 10.2533/chimia.1996.86 . ISSN 2673-2424 .
^ Jump up to: ^а ^б Ито, Ёсихико.; Савамура, Масая.; Хаяси, Тамио. (октябрь 1986 г.). «Каталитическая асимметричная альдольная реакция: реакция альдегидов с изоцианоацетатом, катализируемая хиральным комплексом ферроценилфосфин-золото (I)» . Журнал Американского химического общества . 108 (20): 6405–6406. дои : 10.1021/ja00280a056 . ISSN 0002-7863 .
^ Литтке, Адам Ф.; Фу, Грегори К. (15 ноября 2002 г.). «Катализируемые палладием реакции сочетания арилхлоридов» . Angewandte Chemie, международное издание . 41 (22): 4176–4211. doi : 10.1002/1521-3773(20021115)41:22<4176::AID-ANIE4176>3.0.CO;2-U . ПМИД 12434342 .
^ Цай, Чаосянь; Ривера, Нело Р.; Балселлс, Жауме; Сидлер, Рик Р.; Маквильямс, Дж. Кристофер; Шульц, К. Скотт; Сунь, Юнкуй (01 октября 2006 г.). «Эффективный катализатор Pd-катализируемого карбонилирования арилареносульфонатов» . Органические письма . 8 (22): 5161–5164. дои : 10.1021/ol062208g . ISSN 1523-7060 . ПМИД 17048868 .
^ Лиммерт, Майкл Э.; Рой, Эми Х.; Хартвиг, Джон Ф. (1 ноября 2005 г.). «Сочетание Кумада арил- и винилтозилатов в мягких условиях» . Журнал органической химии . 70 (23): 9364–9370. дои : 10.1021/jo051394l . ISSN 0022-3263 . ПМИД 16268609 .
^ Во, Джанг Д.; Хартвиг, Джон Ф. (12 августа 2009 г.). «Катализируемое палладием сочетание аммиака с арилхлоридами, бромидами, йодидами и сульфонатами: общий метод получения первичных ариламинов» . Журнал Американского химического общества . 131 (31): 11049–11061. дои : 10.1021/ja903049z . ISSN 0002-7863 . ПМЦ 2823124 . ПМИД 19591470 .
^ Блазер, Ганс-Ульрих; Малан, Кристоф; Пугин, Бенуа; Шпиндлер, Феликс; Штайнер, Хайнц; Студер, Мартин (январь 2003 г.). «Селективное гидрирование для чистых химикатов: последние тенденции и новые разработки» . Расширенный синтез и катализ . 345 (1–2): 103–151. дои : 10.1002/adsc.200390000 . ISSN 1615-4150 .
^ Уайтселл, Джеймс К. (1 ноября 1989 г.). «С2-симметрия и асимметричная индукция» . Химические обзоры . 89 (7): 1581–1590. дои : 10.1021/cr00097a012 . ISSN 0009-2665 .
^ Иногути, Киёси; Сакураба, Сюндзи; Ачива, Кадзуо (1992). «Концепции разработки высокоэффективных хиральных бисфосфиновых лигандов в катализируемом родием асимметричном гидрировании» . Синлетт . 1992 (3): 169–178. дои : 10.1055/s-1992-21306 . ISSN 0936-5214 . S2CID 196807901 .
^ Чен, В. и Блазер, Ху, 2008, Фосфорные лиганды в асимметричном катализе: синтез и применение. (ред. А. Борнер), стр. 359-393.
^ Т. Хаяши, Комплексный асимметричный катализатор, ред. Э. Н. Якобсен, А. Пфальц и Х. Ямамото, 1999, стр. 247.
^ Jump up to: ^а ^б Блазер, Ганс-Ульрих; Бузер, Ханс-Петер; Джалетт, Ханс-Петер; Пугин, Бенуа; Шпиндлер, Феликс (31 декабря 1999 г.). «Энантиоселективное восстановительное алкилирование затрудненного анилина, катализируемое иридием ферроценилдифосфином» . Синлетт . 1999 (Дополнение 1): 867–868. дои : 10.1055/s-1999-3106 . ISSN 0936-5214 . S2CID 99845649 .
^ Годар, Сирил; Руис, Аврора; Клавер, Кармен (август 2006 г.). «Систематическое исследование асимметричного метоксикарбонилирования стирола, катализируемого палладиевыми системами, содержащими хиральные ферроценилдифосфиновые лиганды» . Helvetica Chimica Acta . 89 (8): 1610–1622. дои : 10.1002/hlca.200690161 . ISSN 0018-019Х .
^ Р.Фукс, EP 803502 (1996), переданный Lonza AG.
^ Штудер, Мартин; Ведемейер-Эксл, Кристина; Шпиндлер, Феликс; Блазер, Ганс-Ульрих (13 декабря 2000 г.). «Энантиоселективное гомогенное гидрирование монозамещенных пиридинов и фуранов» . Monatshefte fuer Chemie/Ежемесячный журнал по химии . 131 (12): 1335–1343. дои : 10.1007/s007060070013 .
^ Э. Брогер, Ю. Крамери и П. Джонс, WO 99/01 453. (1997), передано Hoffman-La Roche.

[Blaser-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Блазер, Ганс Ульрих; Пугин, Бенуа; Шпиндлер, Феликс (2021). «Развлечение (и коммерческий успех) с иозифосом и родственными хиральными лигандами на основе ферроцена». Helvetica Chimica Acta . 104 . дои : 10.1002/hlca.202000192 . S2CID 229427019 .

[H-U._Blaser_2002-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Блазер, Ганс-Ульрих; Бриден, Уолтер; Пугин, Бенуа; Шпиндлер, Феликс; Штудер, Мартин; Тони, Антонио (2002). «Сольвиас Йозифос Лиганды: от открытия к техническому применению» . Темы катализа . 19 (1): 3–16. дои : 10.1023/A:1013832630565 .

[QLZThesis-3] Jump up to: ^а ^б ^с Блазер, Ганс-Ульрих; Пугин, Бенуа; Шпиндлер, Феликс; Мехия, Эстебан; Тони, Антонио (6 апреля 2011 г.). Чжоу, Ци-Лин (ред.). Йозифосские лиганды: от открытия к техническому применению (1-е изд.). Уайли. стр. 93–136. дои : 10.1002/9783527635207.ch3 . ISBN 978-3-527-32704-1 .

[SMOrgoMetText-4] Спессард, Гэри О.; Мисслер, Гэри Л. (2010). Металлоорганическая химия (2-е изд.). Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. стр. 378–379. ISBN 978-0-19-533099-1 .

[EOrgoMetText-5] Эльшенбройх, Кристофер (2006). Металлоорганические соединения: Третье издание. стр.518-519

[T1rySrc-6] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Тони, Антонио (27 марта 1996 г.). «Разработка новых хиральных ферроценильных лигандов для асимметричного катализа: личный отчет» . ХИМИЯ . 50 (3): 86. doi : 10.2533/chimia.1996.86 . ISSN 2673-2424 .

[IHPrior-7] Jump up to: ^а ^б Ито, Ёсихико.; Савамура, Масая.; Хаяси, Тамио. (октябрь 1986 г.). «Каталитическая асимметричная альдольная реакция: реакция альдегидов с изоцианоацетатом, катализируемая хиральным комплексом ферроценилфосфин-золото (I)» . Журнал Американского химического общества . 108 (20): 6405–6406. дои : 10.1021/ja00280a056 . ISSN 0002-7863 .

[LFNonEnant-8] Литтке, Адам Ф.; Фу, Грегори К. (15 ноября 2002 г.). «Катализируемые палладием реакции сочетания арилхлоридов» . Angewandte Chemie, международное издание . 41 (22): 4176–4211. doi : 10.1002/1521-3773(20021115)41:22<4176::AID-ANIE4176>3.0.CO;2-U . ПМИД 12434342 .

[CRBSWSYCO-9] Цай, Чаосянь; Ривера, Нело Р.; Балселлс, Жауме; Сидлер, Рик Р.; Маквильямс, Дж. Кристофер; Шульц, К. Скотт; Сунь, Юнкуй (01 октября 2006 г.). «Эффективный катализатор Pd-катализируемого карбонилирования арилареносульфонатов» . Органические письма . 8 (22): 5161–5164. дои : 10.1021/ol062208g . ISSN 1523-7060 . ПМИД 17048868 .

[LRHCoupling-10] Лиммерт, Майкл Э.; Рой, Эми Х.; Хартвиг, Джон Ф. (1 ноября 2005 г.). «Сочетание Кумада арил- и винилтозилатов в мягких условиях» . Журнал органической химии . 70 (23): 9364–9370. дои : 10.1021/jo051394l . ISSN 0022-3263 . ПМИД 16268609 .

[AHCoupling-11] Во, Джанг Д.; Хартвиг, Джон Ф. (12 августа 2009 г.). «Катализируемое палладием сочетание аммиака с арилхлоридами, бромидами, йодидами и сульфонатами: общий метод получения первичных ариламинов» . Журнал Американского химического общества . 131 (31): 11049–11061. дои : 10.1021/ja903049z . ISSN 0002-7863 . ПМЦ 2823124 . ПМИД 19591470 .

[BMPSSSFeCp-12] Блазер, Ганс-Ульрих; Малан, Кристоф; Пугин, Бенуа; Шпиндлер, Феликс; Штайнер, Хайнц; Студер, Мартин (январь 2003 г.). «Селективное гидрирование для чистых химикатов: последние тенденции и новые разработки» . Расширенный синтез и катализ . 345 (1–2): 103–151. дои : 10.1002/adsc.200390000 . ISSN 1615-4150 .

[WFeCp-13] Уайтселл, Джеймс К. (1 ноября 1989 г.). «С2-симметрия и асимметричная индукция» . Химические обзоры . 89 (7): 1581–1590. дои : 10.1021/cr00097a012 . ISSN 0009-2665 .

[14] Иногути, Киёси; Сакураба, Сюндзи; Ачива, Кадзуо (1992). «Концепции разработки высокоэффективных хиральных бисфосфиновых лигандов в катализируемом родием асимметричном гидрировании» . Синлетт . 1992 (3): 169–178. дои : 10.1055/s-1992-21306 . ISSN 0936-5214 . S2CID 196807901 .

[CBFeCp-15] Чен, В. и Блазер, Ху, 2008, Фосфорные лиганды в асимметричном катализе: синтез и применение. (ред. А. Борнер), стр. 359-393.

[HBH3Styr-16] Т. Хаяши, Комплексный асимметричный катализатор, ред. Э. Н. Якобсен, А. Пфальц и Х. Ямамото, 1999, стр. 247.

[BBJPSApps-17] Jump up to: ^а ^б Блазер, Ганс-Ульрих; Бузер, Ханс-Петер; Джалетт, Ханс-Петер; Пугин, Бенуа; Шпиндлер, Феликс (31 декабря 1999 г.). «Энантиоселективное восстановительное алкилирование затрудненного анилина, катализируемое иридием ферроценилдифосфином» . Синлетт . 1999 (Дополнение 1): 867–868. дои : 10.1055/s-1999-3106 . ISSN 0936-5214 . S2CID 99845649 .

[GRCHCOStyr-18] Годар, Сирил; Руис, Аврора; Клавер, Кармен (август 2006 г.). «Систематическое исследование асимметричного метоксикарбонилирования стирола, катализируемого палладиевыми системами, содержащими хиральные ферроценилдифосфиновые лиганды» . Helvetica Chimica Acta . 89 (8): 1610–1622. дои : 10.1002/hlca.200690161 . ISSN 0018-019Х .

[FExo-19] Р.Фукс, EP 803502 (1996), переданный Lonza AG.

[SWSBExo-20] Штудер, Мартин; Ведемейер-Эксл, Кристина; Шпиндлер, Феликс; Блазер, Ганс-Ульрих (13 декабря 2000 г.). «Энантиоселективное гомогенное гидрирование монозамещенных пиридинов и фуранов» . Monatshefte fuer Chemie/Ежемесячный журнал по химии . 131 (12): 1335–1343. дои : 10.1007/s007060070013 .

[BCJHIV-21] Э. Брогер, Ю. Крамери и П. Джонс, WO 99/01 453. (1997), передано Hoffman-La Roche.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]