✖


Jump to content

Реакция Стилле

Реакция Стилле
Назван в честь Джон Кеннет Стилл
Тип реакции Реакция сцепления
Идентификаторы
Портал органической химии бесшумная муфта
RSC Идентификатор онтологии RXNO: 0000035

Реакция Стилле — химическая реакция, широко используемая в органическом синтезе . Реакция включает в себя соединение двух органических групп, одна из которых представляет собой оловоорганическое соединение (также известное как оловоорганические соединения ). являются различные органические электрофилы Вторым партнером соединения . Реакция Стилле — одна из многих реакций сочетания, катализируемых палладием . [1] [2] [3]

  • : Аллил, алкенил, арил, бензил, ацил.
  • : галогениды (Cl, Br, I), псевдогалогениды (OTf, OPO(OR) 2 ), OAc

Р 1 группа, присоединенная к триалкилолово, обычно представляет собой sp 2 -гибридизированные, включающие винильную и арильную группы.

Эти станнаны также устойчивы как к воздуху, так и к влаге, и многие из этих реагентов либо коммерчески доступны, либо могут быть синтезированы на основании литературных данных. Однако эти оловянные реагенты, как правило, очень токсичны. X обычно представляет собой галогенид , такой как Cl , Br или I псевдогалогениды, такие как трифлаты , сульфонаты и фосфаты . , однако также можно использовать [4] [5] Опубликовано несколько обзоров. [6] [2] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [ чрезмерное цитирование ]

История

[ редактировать ]

О первом примере катализируемого палладием сочетания арилгалогенидов с оловоорганическими реагентами сообщил Колин Иборн в 1976 году. [16] В результате этой реакции получали от 7% до 53% диарилового продукта. Этот процесс был расширен до сочетания ацилхлоридов с реагентами алкилолова в 1977 году Тошихико Мигитой, что дало от 53% до 87% кетонового продукта. [17]

Первые реакции оловоорганических реагентов
First reactions of organotin reagents

В 1977 году Мигита опубликовал дальнейшую работу по сочетанию реагентов аллил -олова как с арил ( C ), так и с ацил ( D ) галогенидами. Большая способность аллильных групп мигрировать к палладиевому катализатору позволила проводить реакции при более низких температурах. Выходы арилгалогенидов составляли от 4% до 100%, ацилгалогенидов - от 27% до 86%. [18] [19] Отражая ранние вклады Мигиты и Косуги, реакцию Стилле иногда называют связью Мигиты-Косуги-Стилле .

Первые реакции оловоорганических реагентов
First reactions of organotin reagents

Джон Кеннет Стилл впоследствии сообщил о сочетании различных реагентов алкилолова в 1978 году с многочисленными арил- и ацилгалогенидами в мягких условиях реакции с гораздо лучшими выходами (76–99%). [18] [20] В 1980-х годах Стилле продолжил свою работу по синтезу множества кетонов, используя этот широкий и мягкий процесс, и выяснил механизм этого преобразования. [21] [22]

Первые реакции оловоорганических реагентов
First reactions of organotin reagents

К середине 1980-х годов было опубликовано более 65 статей по теме реакций сочетания с участием олова, в которых продолжалось изучение области субстратов этой реакции. Хотя первоначальные исследования в этой области были сосредоточены на связывании алкильных групп, большая часть будущих работ включала гораздо более полезное с синтетической точки зрения сочетание виниловых , алкенильных , арильных и аллилорганостаннанов с галогенидами. Благодаря устойчивости этих оловоорганических реагентов на воздухе и простоте их синтеза реакция Стилле стала распространенной в органическом синтезе. [8]

Механизм

[ редактировать ]

Механизм реакции Стилле хорошо изучен. [11] [23] Каталитический цикл включает окислительное присоединение галогенида переметаллирование или псевдогалогенида ( 2 ) к палладиевому катализатору 1 ) , с образованием связанного 3 7 ( оловоорганическим реагентом 4 ) и восстановительное отщепление 5 ( продукта ( ) и регенерированного палладиевый катализатор ( 1 ). [24]

Каталитический цикл реакции Стилле
Catalytic cycle of the Stille Reaction

Однако подробный механизм сочетания Стилле чрезвычайно сложен и может происходить по многочисленным путям реакции. Как и другие реакции сочетания, катализируемые палладием , активным палладиевым катализатором считается 14-электронный комплекс Pd(0), который можно генерировать различными способами. Использование 18- или 16-электронного источника Pd(0) Pd(PPh 3 ) 4 , Pd(dba) 2 может подвергаться диссоциации лиганда с образованием активных частиц. Во-вторых, фосфины к безлигандному палладию(0) можно добавить . Наконец, как показано на рисунке, восстановление источника Pd(II) ( 8 ) (Pd(OAc) 2 , PdCl 2 (MeCN) 2 , PdCl 2 (PPh 3 ) 2 , BnPdCl(PPh 3 ) 2 и т. д.) путем добавления фосфиновых лигандов или оловоорганических реагентов. Также распространено использование [6]

Окислительное присоединение

[ редактировать ]

Предложено окислительное присоединение к 14-электронному комплексу Pd(0). В результате этого процесса образуется 16-электронная разновидность Pd(II). Было высказано предположение, что анионные лиганды , такие как OAc , ускоряют этот этап за счет образования [Pd(OAc)(PR 3 ) n ] − , что делает виды палладия более нуклеофильными. [11] [25] В некоторых случаях, особенно когда сп 3 -гибридизированный органогалогенид , механизм типа S N 2 имеет тенденцию преобладать, однако это не так часто встречается в литературе. [11] [25] Однако, несмотря на то, что обычно образуется цис после согласованного окислительного присоединения -промежуточный продукт , этот продукт находится в быстром равновесии со своим транс -изомером. [26] [27]

Цис/Транс-изомеризация
Cis/Trans Isomerization

Есть несколько причин, по которым изомеризация здесь предпочтительна . Во-первых, в этих процессах обычно используется объемный набор лигандов , например фосфины , и для них крайне неблагоприятно принимать цис -ориентацию относительно друг друга, что приводит к изомеризации в более выгодный транс-продукт. [26] [27] Альтернативное объяснение этого явления, получившего название антисимбиоза или трансфобии, заключается в упоминании СД. н модель. [24] [28] Согласно этой теории, палладий является гипервалентной разновидностью . Следовательно, Р 1 а транс-лиганд, будучи транс-по отношению друг к другу, будет конкурировать с одной орбиталью палладия за связь. Эта 4-электронная 3-центровая связь является самой слабой, когда присутствуют две сильные донорные группы, которые активно конкурируют за орбиталь палладия. По отношению к любому обычно используемому лиганду C-донор R 1 лиганд имеет гораздо более высокий транс-эффект . Это транс-влияние является мерой того, насколько конкурирующие транс-лиганды друг с другом будут конкурировать за орбиталь палладия. Обычный набор лигандов, фосфины и С-доноры (R 1 ) оба являются мягкими лигандами, а это означает, что они образуют прочные связи с палладием и активно конкурируют друг с другом за связь. [29] [30] Поскольку галогениды или псевдогалогениды значительно более электроотрицательны , их связь с палладием будет сильно поляризованной , при этом большая часть электронной плотности приходится на группу X, что делает их лигандами с низким транс-эффектом . Следовательно, это будет очень выгодно для R. 1 быть транс X, поскольку R 1 группа сможет образовать более прочную связь с палладием. [24] [28] [30]

модель sd^n для цис/транс-изомеров
sd^n model for cis/trans isomers

Трансметаллизация

[ редактировать ]

транс Считается, что трансметаллирование - промежуточного продукта на стадии окислительного присоединения происходит по различным механизмам в зависимости от субстратов и условий. Наиболее распространенный тип трансметаллирования для связи Стилле включает ассоциативный механизм . Этот путь подразумевает, что станнан , обычно атом олова , связанный с аллильной, алкенильной или арильной группой, может координироваться с палладием через одну из этих двойных связей. В результате образуется мимолетная пятивалентная 18-электронная разновидность , которая затем может подвергнуться отсоединению лиганда, чтобы снова сформировать плоский квадратный комплекс. Несмотря на то, что станнан органостанан координируется с палладием через R 2 группа, Р 2 формально должен быть переведен в палладий (R 2 -Sn связь должна быть разорвана), а группа X должна уйти вместе с оловом, завершив трансметаллирование. Считается, что это происходит посредством двух механизмов. [31]

Во-первых, когда станнан первоначально присоединяется к транс-металлическому комплексу, группа X может координироваться с оловом , в дополнение к палладию, создавая циклическое переходное состояние . Распад этого аддукта приводит к потере R 3 Sn-X и комплекса трехвалентного палладия с R 1 и Р 2 присутствует в цис- отношениях. Другой часто встречающийся механизм включает в себя то же первоначальное добавление органостаннана к транспалладиевому комплексу, как показано выше; однако в этом случае группа X не координируется с оловом, образуя открытое переходное состояние . После того, как α-углерод по отношению к олову атакует палладий, комплекс олова останется с чистым положительным зарядом. Обратите внимание, что на схеме ниже двойная связь, координирующая олово, обозначает R. 2 , то есть любая алкенильная , аллильная или арильная группа. Более того, группа X может диссоциировать в любой момент механизма и связываться с Sn. + комплекс в конце. Расчеты теории функционала плотности предсказывают, что открытый механизм будет преобладать, если два лиганда останутся прикрепленными к палладию и листьям группы X, тогда как циклический механизм более вероятен, если лиганд диссоциирует до трансметаллирования . Следовательно, хорошие уходящие группы, такие как трифлаты, в полярных растворителях отдают предпочтение циклическому переходному состоянию, тогда как объемистые фосфиновые лиганды предпочитают открытое переходное состояние. [31]

Два механизма трансметаллирования в реакции Стилле — циклический и открытый.
The two mechanisms, cyclic and open, of transmetallation in the Stille reaction

Менее распространенный путь трансметаллирования - это диссоциативный механизм или механизм с участием растворителя. Здесь лиганд четырехвалентного палладия диссоциирует, и к палладию может быть добавлен координирующий растворитель. Когда растворитель отсоединяется с образованием трехвалентного промежуточного соединения с 14 электронами, станнан может присоединиться к палладию , подвергаясь процессу открытого или циклического типа, как указано выше. [31]

Шаг восстановительного исключения

[ редактировать ]

Для того, чтобы Р 1 -Р 2 для редукционного устранения эти группы должны занимать взаимно цис- координационные места. Поэтому любые транс -аддукты должны изомеризоваться с цис- промежуточным соединением, иначе связывание будет нарушено. Существует множество механизмов редукционной элиминации, и они обычно считаются согласованными. [11] [32] [33]

Во-первых, 16-электронный четырехвалентный промежуточный продукт со стадии трансметаллирования может подвергаться самостоятельному восстановительному элиминированию из плоско-квадратного комплекса. Эта реакция протекает в два этапа: сначала восстановительное отщепление, за которым следует координация вновь образовавшейся сигма-связи между R 1 и Р 2 к металлу, с окончательной диссоциацией с образованием связанного продукта. [11] [32] [33]

Согласованное восстановительное устранение реакции Стилле
Concerted reductive elimination for the Stille reaction

Однако предыдущий процесс иногда протекает медленно и может быть значительно ускорен за счет диссоциации лиганда с образованием 14-электронного Т-образного промежуточного продукта . Затем этот промежуточный продукт может перегруппироваться с образованием Y-образного аддукта, который может подвергаться более быстрому восстановительному элиминированию. [11] [32] [33]

Диссоциативно-редуктивное элиминирование реакции Стилле
Dissociative reductive elimination for the Stille reaction

Наконец, дополнительный лиганд может ассоциироваться с палладием с образованием 18-электронной тригональной бипирамидальной структуры с R 1 и Р 2 цис друг к другу в экваториальных положениях. Геометрия этого промежуточного продукта делает его похожим на Y-образный, описанный выше. [11] [32] [33]

Ассоциативно-редуктивное исключение для реакции Стилле
Associative reductive elimination for the Stille reaction

Присутствие объемистых лигандов также может увеличить скорость элиминации. Лиганды, такие как фосфины , с большими углами прикуса вызывают стерическое отталкивание между L и R. 1 и Р 2 , в результате чего угол между группами L и R увеличивается, а угол между группами R 1 и Р 2 следовательно, уменьшиться, что позволит ускорить восстановительную элиминацию . [11] [24]

Цис-восстановительное элиминирование в реакции Стилле
Cis-reductive elimination in the Stille reaction

Кинетика

[ редактировать ]

Скорость трансметаллирования оловоорганических соединений на палладиевых катализаторах показана ниже. СП 2 -гибридизированные углеродные группы, присоединенные к олову, являются наиболее часто используемыми партнерами сочетания, а sp 3 -гибридизированные углероды требуют более жестких условий, а концевые алкины могут соединяться через связь CH посредством реакции Соногаширы .

Относительные скорости реакции Стилле
Relative rates of the Stille reaction

В качестве оловоорганического соединения обычно используют триметилстаннил или трибутилстаннил. Хотя триметилстанниловые соединения проявляют более высокую реакционную способность по сравнению с трибутилстанниловыми соединениями и имеют гораздо более простое 1 В спектрах H-ЯМР токсичность первого значительно выше. [34]

Оптимизация того, какие лиганды лучше всего подходят для проведения реакции с высоким выходом и скоростью оборота, может быть затруднена. Это связано с тем, что для окислительного присоединения требуется металл, богатый электронами, поэтому предпочтение отдается лигандам, отдающим электроны. Однако электронодефицитный металл более благоприятен для стадий трансметаллирования и восстановительного элиминирования , что делает электроноакцепторные лиганды лучшими здесь. Следовательно, оптимальный набор лигандов во многом зависит от индивидуальных субстратов и используемых условий. Это может изменить стадию определения скорости, а также механизм стадии трансметаллирования . [35]

Обычно используют лиганды промежуточной доности, такие как фосфины. Увеличение скорости можно увидеть при использовании лигандов с умеренной электронами, таких как три-2-фурилфосфин или трифениларсенин. Аналогичным образом, лиганды с большим количеством доноров могут замедлять или ингибировать реакции сочетания. [35] [36]

Эти наблюдения подразумевают, что обычно стадией, определяющей скорость реакции Стилле, является трансметаллирование . [36]

Добавки

[ редактировать ]

Наиболее распространенной добавкой к реакции Стилле является стехиометрическая или сокаталитическая медь(I) , в частности йодид меди , который может повысить скорость реакции более чем на 10 раз. 3 складывать. Было высказано предположение, что в полярных растворителях медь трансметаллируется с органостаннаном . Полученный органокупратный реагент затем может трансметаллироваться с палладиевым катализатором. Кроме того, в эфирных растворителях медь также может способствовать удалению фосфинового лиганда , активируя Pd-центр. [9] [37] [38] [39] [40]

хлорид лития Было обнаружено, что трансметаллирования , является мощным ускорителем скорости в случаях, когда группа X диссоциирует от палладия (т.е. по открытому механизму). Считается, что хлорид-ион либо замещает группу X в палладии, делая катализатор более активным в отношении либо координируется с аддуктом Pd(0) для ускорения окислительного присоединения . Кроме того, соль LiCl усиливает полярность растворителя, облегчая этого обычно анионного лиганда (–Cl , –Br , –OTf и выход т. д.). Эта добавка необходима при такого растворителя, как ТГФ использовании ; однако использование более полярного растворителя, такого как NMP , может заменить необходимость в этой солевой добавке. Однако когда стадия трансметаллирования протекает по циклическому механизму, добавление хлорида лития может фактически снизить скорость. Как и в циклическом механизме, вместо анионной группы X должен диссоциировать нейтральный лиганд, например фосфин. [10] [41]

также влияют источники фторид-ионов , такие как фторид цезия Наконец, на каталитический цикл . Во-первых, фторид может увеличивать скорость реакций органотрифлатов , возможно, за счет того же эффекта, что и хлорид лития . Кроме того, ионы фтора могут действовать как поглотители побочных олова продуктов , что облегчает их удаление фильтрацией . [39]

Конкурирующие побочные реакции

[ редактировать ]

Наиболее распространенной побочной реакционной способностью, связанной с реакцией Стилле, является гомосочетание станнановых реагентов с образованием R. 2 -Р 2 димер . Считается, что это происходит посредством двух возможных механизмов. Во-первых, реакция двух эквивалентов станнана приведет к получению гомосопряженного продукта с предкатализатором Pd (II) после восстановительного элиминирования . Во-вторых, катализатор Pd(0) может подвергнуться радикальному процессу с образованием димера. Используемый станнановый реагент традиционно является четырехвалентным по олову и обычно состоит из sp. 2 -гибридизированная группа, подлежащая переносу, и три «непереносимые» алкильные группы. Как видно выше, алкильные группы обычно мигрируют на палладиевый катализатор медленнее всего. [10]

Гомосочетание и перенос «инертных» лигандов.
Homocoupling and transfer of "inert" ligands

Также было обнаружено, что при температуре всего 50 ° C арильные группы как на палладии , так и на координированном фосфине могут обмениваться. Хотя обычно они не обнаруживаются, во многих случаях они могут быть потенциальным второстепенным продуктом. [10]

Aryl transfer through phosphines

Наконец, довольно редкая и экзотическая побочная реакция известна как кинозамещение . Здесь, после первоначального окислительного присоединения арилгалогенида , эта разновидность Pd-Ar может внедряться по двойной связи винилового олова. После удаления β-гидрида , миграционной вставки и протодестаннирования можно синтезировать 1,2-дизамещенный олефин. [10]

Замена кино
Cine substitution

Могут возникнуть многочисленные другие побочные реакции, в том числе E/Z-изомеризация , которая потенциально может стать проблемой при использовании алкенилстаннана. Механизм этой трансформации в настоящее время неизвестен. Обычно станнаны-органические соединения довольно устойчивы к гидролизу , однако при использовании арилстаннанов с очень высоким содержанием электронов это может стать существенной побочной реакцией. [10]

Объем

[ редактировать ]

электрофил

[ редактировать ]

Винилгалогениды являются обычными партнерами реакции Стилле, и реакции этого типа встречаются в многочисленных процессах природных продуктов полного синтеза . Обычно используются винилиодиды и бромиды. Винилхлориды недостаточно активны в отношении окислительного присоединения к Pd(0). Обычно предпочтение отдается йодидам : они обычно реагируют быстрее и в более мягких условиях, чем бромиды . Это различие продемонстрировано ниже на примере селективного сочетания винилиодида в присутствии винилбромида. [10]

Vinyl Iodide reacts faster than vinyl bromide

Обычно стереохимия алкена . сохраняется на протяжении всей реакции, за исключением суровых условий реакции Могут быть использованы различные алкены, в том числе α- и β-галоген-α, β-ненасыщенные кетоны , сложные эфиры и сульфоксиды (для работы которых обычно требуется добавка меди (I)) и многое другое (см. пример ниже). . [42] Также иногда используются виниловые трифлаты. Некоторые реакции требуют добавления LiCl , а другие замедляются, что означает наличие двух механизмов. [10]

Присоединение к альфа-, бета-ненасыщенному алкену
Addition to an alpha, beta unsaturated alkene

Другим классом распространенных электрофилов являются арил- и гетероциклические галогениды. Что касается виниловых подложек, то бромиды и йодиды более распространены, несмотря на их большую стоимость. Можно выбрать множество арильных групп, включая кольца, замещенные электронодонорными заместителями, биарильные кольца и т. д. галогензамещенные гетероциклы В качестве партнеров сочетания также использовались , включая пиридины , фураны , тиофены , тиазолы , индолы , имидазолы , пурины , урацилы , цитозины , пиримидины и другие (см. таблицу гетероциклов ниже; галогены могут быть заменены на различные позиций по каждому). [10]

Разнообразие гетероциклов, которые могут подвергаться присоединению
Variety of heterocycles which can undergo addition

приведен пример использования реакции Стилле для усложнения гетероциклов нуклеозидов Ниже , таких как пурины . [43]

Присоединение к гетероциклу
Addition to a heterocycle

Арилтрифлаты сульфонаты и . также сочетаются с широким спектром станнановых реагентов Трифлаты имеют тенденцию реагировать аналогично бромидам в реакции Стилле. [10]

Ацилхлориды также используются в качестве партнеров сочетания и могут использоваться с широким спектром станнановых соединений, даже с реагентами на основе алкилолова, для получения кетонов (см. пример ниже). [44] ацилхлорида Однако иногда бывает трудно ввести функциональные группы в большие молекулы с чувствительными функциональными группами. Альтернативой этому процессу является реакция карбонилирующего кросс-сочетания Стилле, которая вводит карбонильную группу посредством внедрения монооксида углерода . [10]

Также можно использовать ацилхлориды.
Acyl chlorides can be used as well

аллильные , бензильные и пропаргиловые Также могут быть связаны галогениды. Хотя обычно используются, аллильные галогениды действуют через η 3 переходное состояние, позволяющее связываться с органостаннаном либо в положении α, либо в положении γ, происходящем преимущественно у наименее замещенного углерода (см. пример ниже). [45] Алкенилэпоксиды (соседние эпоксиды и алкены ) также могут подвергаться такому же связыванию через η 3 переходное состояние , например, открытие эпоксида в спирт . аллиловые и бензиловые ацетаты , ацетаты пропаргиловой кислоты не реагируют с органостаннанами. Хотя обычно используются [10]

аллилбромиды образуют комплекс гета-3.
allylic bromides will form an heta-3 complex.

Станнан

[ редактировать ]

Станнановые органические реагенты широко распространены. Некоторые из них имеются в продаже. [46] Станнановые реагенты можно синтезировать реакцией реактива Гриньяра или литийорганического реагента с хлоридами триалкилолова. Например, винилтрибутилолово получают реакцией винилмагнийбромида с хлоридом трибутилолова . [47] Гидростаннилирование алкинов алкенов или дает множество производных. Оловоорганические реагенты устойчивы к воздуху и влаге. Некоторые реакции могут протекать даже в воде. [48] Их можно очистить хроматографией . Они толерантны к большинству функциональных групп. Некоторые оловоорганические соединения сильно токсичны , особенно производные триметилстаннила. [10]

Широко распространено использование винилстаннановых или алкенилстаннановых реагентов. [10] Что касается ограничений, то как очень объемистые станнановые реагенты, так и станнаны с замещением α-углерода имеют тенденцию реагировать вяло или требуют оптимизации. Например, в приведенном ниже случае α-замещенный винилстаннан реагирует только с концевым йодидом из-за стерических затруднений . [49]

Станнаэ 1
Stannae 1

Арилстаннановые реагенты также распространены, и как электронодонорные , так и электроноакцепторные группы фактически увеличивают скорость трансметаллирования. Это снова означает, что могут иметь место два механизма трансметаллирования . Единственным ограничением для этих реагентов являются заместители в орто-положении, настолько маленькие, что метильные группы могут снизить скорость реакции. самые разнообразные гетероциклы В качестве партнеров сочетания также можно использовать (см. раздел «Электрофилы») (см. пример с тиазольным кольцом ниже). [10] [50]

Региоселективное сочетание гетероциклического олова с арилбромидом
Regioselective coupling of a heterocyclic-stannae with an aryl bromide
Соединение станнана с ацилхлоридом
Coupling of stannane to acyl chloride

Алкинилстаннаны, наиболее реакционноспособные из станнанов, также использовались в муфтах Стилле. Обычно в них нет необходимости, поскольку концевые алкины могут напрямую связываться с палладиевыми катализаторами через связь CH посредством сочетания Соногашира . Сообщается, что аллилстаннаны эффективны, однако возникают трудности, как и в случае с аллилгалогенидами, связанные с трудностью контроля региоселективности присоединения α и γ. Реагенты дистаннан и ацилстаннан также использовались в соединениях Стилле. [10]

Приложения

[ редактировать ]

Реакция Стилле использовалась в синтезе различных полимеров. [51] [52] [53] Однако наиболее широкое применение реакции Стилле — это ее применение в органических синтезах , и конкретно — в синтезе природных продуктов .

Полный синтез натуральных продуктов

[ редактировать ]

Ларри Овермана 19-ступенчатый энантиоселективный полный синтез квадригемина С включает двойную реакцию перекрестного метатезиса Стилле . [6] [54] Комплекс станнанорганического соединения связан с двумя арилиодидными группами. После двойной циклизации Хека получают продукт.

Полный синтез квадригемина С
Total Synthesis of Quadrigemine C

(+)-микотриенола Панека 32-ступенчатом энантиоселективном полном синтезе ансамицинового антибиотика В используется поздней стадии тандемного соединения макроциклов типа Стилле. Здесь станнан имеет две концевые группы трибутилолова, атакованные алкеном. Этот станнан «сшивает» два конца линейного исходного материала в макроцикл, добавляя при этом недостающие два метиленовых звена. После окисления ароматического ядра нитратом церия-аммония (CAN) и снятия защиты получается плавиковой кислотой натуральный продукт с выходом 54% на 3 стадиях. [6] [55]

Полный синтез микотриенола
Total synthesis of mycotrienol

В 21-этапном энантиоселективном полном синтезе противоопухолевого алкалоида манзамина Ирцинал А Стивена Ф. Мартина и его коллег используется тандемная однореакторная реакция Стилле/Дильса-Альдера. Алкеновая группа добавляется к винилбромиду с последующим in situ Дильса-Альдера циклоприсоединением между добавленным алкеном и алкеном в пирролидиновом кольце. [6] [56]

Полный синтез ирцинала А
Total synthesis of ircinal A

Во многих других методах полного синтеза используется реакция Стилле, включая реакции оксазоломицина, [57] ланкацидин С, [58] онамид А, [59] каликулин А, [60] лепицидин А, [61] рипостатин А, [62] и люцилактаен. [6] [63] На изображении ниже показан конечный природный продукт : органогалогенид (синий), станнан (красный) и образующаяся связь (зеленый и обведенный кружком). Из этих примеров видно, что реакцию Стилле можно использовать как на ранних стадиях синтеза (оксазоломицин и каликулин А), так и в конце конвергентного пути (онамид А, ланкацидин С, рипостатин А) или в средний (лепицидин А и люцилактаен). Синтез рипостатина А включает два одновременных связывания Стилле, за которыми следует метатезис с замыканием кольца . Синтез люцилактаена включает среднюю субъединицу, имеющую боран с одной стороны и станнан с другой, что позволяет провести реакцию Стилле с последующим сочетанием Сузуки.

Разнообразие полных синтезов, в которых используется реакция Стилле.
A variety of total syntheses which make use of the Stille reaction

Вариации

[ редактировать ]

Помимо проведения реакции в различных органических растворителях, были разработаны условия, которые позволяют проводить широкий диапазон реакций Стилле в водном растворителе. [14]

Было показано , что в присутствии солей Cu(I) палладий на угле является эффективным катализатором. [64] [65]

В области зеленой химии сообщается, что реакция Стилле протекает в легкоплавкой и высокополярной смеси сахара, такого как маннит , мочевины, такой как диметилмочевина, и соли, такой как хлорид аммония. [66] . [67] Каталитическая система представляет собой трис(дибензилиденацетон)дипалладий(0) с трифениларсином :

Вариант реакции Стилле: сочетание фенилиодида и тетраметилолова.
A Stille reaction variation: coupling of phenyliodide and tetramethyltin

Стилле-карбонильное кросс-сочетание

[ редактировать ]

Распространенным изменением реакции Стилле является включение карбонильной группы между R 1 и Р 2 , служащий эффективным методом образования кетонов . Этот процесс чрезвычайно похож на первоначальные исследования Мигиты и Стилле (см. «Историю») по соединению станнана с ацилхлоридами . Однако эти фрагменты не всегда легко доступны, и их может быть трудно сформировать, особенно в присутствии чувствительных функциональных групп . Кроме того, контроль их высокой реакционной способности может оказаться сложной задачей. атмосфера монооксида углерода В реакции Стилле-карбонилативного кросс-сочетания используются те же условия, что и в реакции Стилле, за исключением того, что используется (CO). CO может координироваться с палладиевым катализатором ( 9 ) после первоначального окислительного добавления с последующим внедрением CO в Pd-R. 1 связь ( 10 ), что приводит к последующему восстановительному отщеплению до кетона ( 12 ). Стадия трансметаллирования обычно является стадией, определяющей скорость . [6]

Каталитический цикл Стилле-карбонильной кросс-сочетания
Catalytic cycle of the Stille-carbonylative cross-coupling

Ларри Оверман коллеги используют карбонильную перекрестную связь Стилле в своем 20-этапном энантиоселективном полном синтезе стрихнина и его . Добавленный карбонил позже превращается в терминальный алкен посредством реакции Виттига , что позволяет сформировать ключевой третичный азот и пентациклическое ядро ​​посредством аза- Коупа - реакции Манниха . [6] [68]

Полный синтез стрихнина
Total synthesis of strychnine

Джорджио Ортар и др. исследовал, как можно использовать карбонильную кросс-сочетание Стилле для синтеза бензофеноновых фосфоров. 4-бензоил-L-фенилаланина Они были встроены в пептиды и использованы из-за их фотоаффинных свойств мечения для изучения различных пептид-белковых взаимодействий. [6] [69]

Синтез фосфоров
Synthesis of phosphores

16-ступенчатый полный рацемический синтез ятрафона Луи Хегедуса включал карбонилирующее кросс-сочетание Стилле в качестве последнего этапа формирования 11-членного макроцикла . Вместо галогенида здесь в качестве партнера сочетания используется винилтрифлат. [6] [70]

Полный синтез Ятрафона
Total synthesis of Jatraphone

Связь Стилле – Келли

[ редактировать ]

Используя плодотворную публикацию Иборна в 1976 году, в которой арилстаннаны образуются из арилгалогенидов и дистаннанов, Т. Росс Келли применил этот процесс к внутримолекулярному сочетанию арилгалогенидов. Это тандемное сочетание станнилирование/арилгалогенид использовалось для синтеза различных дигидрофенантренов. Большинство образующихся внутренних колец ограничено 5 или 6 членами, однако сообщалось о некоторых случаях макроциклизации. В отличие от обычного сочетания Стилле, хлор не действует как галоген, возможно, из-за его более низкой реакционной способности в последовательности галогенов (его более короткая длина связи и более сильная энергия диссоциации связи затрудняют разрыв посредством окислительного присоединения ). Начиная с середины схемы ниже и двигаясь по часовой стрелке, палладиевый катализатор ( 1 ) окислительно присоединяется к наиболее реакционноспособной связи CX ( 13 ) с образованием 14 , за которым следует трансметаллирование дистаннаном ( 15 ) с получением 16 и восстановительным элиминированием с образованием соединения 14. арилстаннан ( 18 ). Регенерированный палладиевый катализатор ( 1 ) может подвергаться окислительному добавлению. ко второй связи CX 18 с образованием 19 с последующим внутримолекулярным трансметаллированием с получением 20 с последующим восстановительным элиминированием с получением связанного продукта ( 22 ). [6]

Каталитический цикл реакции Стилле-Келли
Catalytic cycle of the Stille-Kelly reaction

Цзе Джек Ли и др. использовали реакцию Стилле-Келли в синтезе различных кольцевых систем бензо[4,5]фуропиридинов. Они используют трехэтапный процесс, включающий аминирование Бухвальда-Хартвига , еще одну реакцию сочетания, катализируемую палладием , за которой следует внутримолекулярное сочетание Стилле-Келли. Обратите внимание, что арил-йодидная связь будет окислительно присоединяться к палладию быстрее, чем любая из арил-бромидных связей. [6] [71]

Синтез бензо[4,5]фуропиридинов
Synthesis of benzo[4,5]furopyridines

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Хартвиг, Дж. Ф. Химия органопереходных металлов, от связывания к катализу ; Университетские научные книги: Нью-Йорк, 2010. ISBN   189138953X
  2. ^ Перейти обратно: а б Стилле, Дж. К. Энджью. хим. Межд. Эд. англ. 1986 , 25 , 508–524. ( Обзор )
  3. ^ Фарина, В.; Кришнамурти, В.; Скотт, WJ Org. Реагировать. 1998 , 50 , 1–652. ( Обзор )
  4. ^ Скотт, WJ; Крисп, GT; Стилле, Дж. К. «Органические синтезы » , Coll. Том. 8, с. 97 (1993); Том. 68, с. 116 (1990). ( Статья )
  5. ^ Стилле, Дж. К.; Эчаваррен, AM; Уильямс, РМ; Хендрикс, Дж. А. Органический синтез , Сб. Том. 9, с. 553 (1998 год); Том. 71, с. 97 (1993). ( Статья )
  6. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л Курти, Л.; Чако, Б. Стратегическое применение названных реакций в органическом синтезе ; Эльзевир: Берлингтон, 2005.
  7. ^ Митчелл, Теннесси Дж. Органомет. хим. , 1986 , 304 , 1–16.
  8. ^ Перейти обратно: а б Митчелл, TN Synthesis , 1992 , 803–815. ( два : 10.1055/s-1992-26230 )
  9. ^ Перейти обратно: а б Farina, V. Pure Appl. Chem. , 1996 , 68 , 73–78. ( дои : 10.1351/pac199668010073 ).
  10. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п Фарина, В.; Кришнамурти, В.; Скотт, WJ Реакция Стилле ; Вили: Онлайн, 2004. ( два : 10.1002/0471264180.or050.01 ).
  11. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Эспинет, П.; Эчаваррен, А. М. Анжью. хим. Межд. Эд. , 2004 , 43 , 4704–4734.( два : 10.1002/anie.200300638 )
  12. ^ Паттенден, Г.; Синклер, DJ Дж. Органомет. хим. , 2002 , 653, 261–268.
  13. ^ Kosugi, M.; Fugami, K. J. Organomet. Chem. , 2002 , 19, 10–16.
  14. ^ Перейти обратно: а б Пьер Жене, Ж.; Савиньяк, MJ Organomet. хим. , 1999 , 576, 305–317.
  15. ^ Кордова, К.; Варфоломей, К.; Мартинес-Илардуя, младший медик; Эспинет, P. ACS Catal ., 2015 , 5 , 3040–3053.( два : 10.1021/acscatal.5b00448 ).
  16. ^ Азарян, Д.; Дуа, СС; Иборн, К.; Уолтон, доктор медицинских наук Дж. Органомет. хим. , 1976 , 117 , С55-С57. ( дои : 10.1016/S0022-328X(00)91902-8 )
  17. ^ Kosugi, M.; Shimizu, Y.; Migita, T. Chem. Lett. , 1977 , 6 , 1423–1424. ( дои : 10.1246/кл.1977.1423 )
  18. ^ Перейти обратно: а б Косуги, М.; Сасазава, К.; Сикидзу, Ю.; Мигита, Т. Chem. Летт. , 1977 , 6 , 301–302. ( дои : 10.1246/кл.1977.301 )
  19. ^ Kosugi, M.; Shimizu, Y.; Migita, T. J. Organomet. Chem. , 1977 , 129 , C36-C38. ( дои : 10.1016/S0022-328X(00)92505-1 )
  20. ^ Мильштейн, Д.; Стилл, Дж. К. Журнал Американского химического общества , 1978 , 100 , 3636–3638. ( два : 10.1021/ja00479a077 )
  21. ^ Мильштейн, Д.; Стилл, Дж. К. Журнал Американского химического общества , 1979 , 101 , 4992–4998. ( два : 10.1021/ja00511a032 )
  22. ^ Мильштейн, Д.; Стилле, JK J. Org. хим. , 1979 , 44 , 1613–1618. ( два : 10.1021/jo01324a006 )
  23. ^ Женат, Алабама; Эспинет, П.; Gallego, AM J. Am, Soc. , 2000 , 122 , 11771-11782. ( два : 10.1021/ja001511o )
  24. ^ Перейти обратно: а б с д Крэбтри, Р. Х. Металлоорганическая химия переходных металлов , 5-е изд.; Уайли: Нью-Йорк, 2009.
  25. ^ Перейти обратно: а б Перес-Темпрано, Миннесота; Гальего, AM; Касарес, Х.А.; Эспинет, П. Металлоорганические соединения , 2011 , 30 , 611–617. ( два : 10.1021/om100978w ).
  26. ^ Перейти обратно: а б Миннити, Д. Неорг. Chem , 1994 , 33 , 2631–2634.( два : 10.1021/ic00090a025 ).
  27. ^ Перейти обратно: а б Касадо, Алабама; Эспинет, П. Металлоорганические соединения , 1998 , 17 , 954–959. ( два : 10.1021/om9709502 ).
  28. ^ Перейти обратно: а б Лэндис, ЧР; Фирман, Т.К. Рут, Д.М.; Кливленд, Т. Журнал Американского химического общества , 1998 , 120 , 1842–1854. ( дои : 10.1021/ja9710114 ).
  29. ^ Висенте, Дж.; Аркас, А.; Баутиста, Д. Металлоорганические соединения , 1997 , 16 , 2127–2138. ( два : 10.1021/om961094h ).
  30. ^ Перейти обратно: а б Пирсон, RG Inorg. Chem , 1973 , 12 , 712–713.( два : 10.1021/ic50121a052 ).
  31. ^ Перейти обратно: а б с Гарсия-Мельчор, М.; Брага, ААС; Льедос, А.; Ухаке, Г.; Масерас, F. Chem. , 2013 , 46 , 2626–2634. ( два : 10.1021/ar400080r )
  32. ^ Перейти обратно: а б с д Гилли, А.; Стилл, Дж. К. Журнал Американского химического общества , 1980 , 102 , 4933–4941. ( два : 10.1021/ja00535a018 ).
  33. ^ Перейти обратно: а б с д Браун, Дж. М.; Кули, Н. А. Хим. Ред. , 1988 , 88 , 1031–1046. ( два : 10.1021/cr00089a003 ).
  34. ^ МакКиллоп, А.; Абель, EW; Стоун, ФГА; Уилкинсон, Г. Комплексная металлоорганическая химия II , Elsevier Scientific: Оксфорд, 1995.
  35. ^ Перейти обратно: а б Фарина, В.; Журнал Американского химического общества , 1991 , 113 , 9585–9595. ( два : 10.1021/ja00025a025 ).
  36. ^ Перейти обратно: а б «Реакция Стилле» (PDF) . hwpi.harvard.edu .
  37. ^ Либескинд, LS; Фенгл, RW J. Org. , 1990 , 55 , 5359–5364. ( дои : 10.1021/jo00306a012 ).
  38. ^ Фарина, В.; Кападия, С.; Бришнан, Б.; Ван, К.; Либескинд, LS , Org. 1994 , J 59 , 5905–5911. ( дои : 10.1021/jo00099a018 ).
  39. ^ Перейти обратно: а б Ми, SPH; Ли, В.; Болдуин, Дж. Э. Энджью. хим. Межд. Эд. , 2004 , 43 , 1132–1136.
  40. ^ Либескинд, Л.С.; Пенья-Кабрера, Э. Органические синтезы , Сб. Полет. 10, с. 9 (2004 г.); Полет. 77, с. 135 (2000). ( Статья )
  41. ^ Скотт, WJ; Стилл, Дж. К. Журнал Американского химического общества , 1986 , 108 , 3033–3040. ( два : 10.1021/ja00271a037 ).
  42. ^ Джонсон, ЧР; Адамс, JP; Браун, член парламента; Сенанаяке, CBW Tetrahedron Lett ., 1992 , 33 , 919–922. ( два : 10.1016/S0040-4039(00)91576-4 )
  43. ^ Наир, В.; Тернер, Джорджия; Чемберлен, SD Журнал Американского химического общества , 1987 , 109 , 7223–7224. ( два : 10.1021/ja00257a071 ).
  44. ^ Жуссом, Б.; Квон, В.; Верлак, Дж.Б.; Денат, Ф.; Дубак, Дж. Синлетт , 1993 , 117–118. ( два : 10.1055/s-1993-22368 )
  45. ^ Шеффи, ФК; Годшалкс, JP; Стилл, Дж. К. Журнал Американского химического общества , 1984 , 106 , 4833–4840. ( два : 10.1021/ja00329a032 )
  46. ^ «Оловоорганические реагенты» .
  47. ^ Дитмар Зейферт (1959). «Ди -н -бутилдивинилолово». Орг. Синтез . 39 : 10. дои : 10.15227/orgsyn.039.0010 .
  48. ^ Вольф, Дж.; Реборс, RJ Org. хим. , 2003 , 68 7551–7554. ( дои : 10.1021/jo0347056 ).
  49. ^ Крисп, GT; Глинк, П.Т. Тетраэдр , 1994 , 50 , 2623. ( два : 10.1016/S0040-4020(01)86978-7 )
  50. ^ Бэйли, TR Tetrahedron Lett ., 1986 , 27 , 4407. ( два : 10.1016/S0040-4039(00)84964-3 ).
  51. ^ Бао, З.; Чан, В.; Ю, Л. Хим. Матер. , 1993 , 5 , 2–3. ( два : 10.1021/cm00025a001 ).
  52. ^ Бао, З.; Чан, ВК; Ю, Л. Журнал Американского химического общества , 1995 , 117 , 12426-12435. ( два : 10.1021/ja00155a007 ).
  53. ^ Солнце, СС; Льюис, Дж. Э.; Чжан, Дж.; Цзян, X.; Чжан, К.; Матос, Т.; Ли, Р.; Полим. хим. , 2010 , 1 , 663–669. ( дои : 10.1039/B9PY00324J )
  54. ^ Лебсак, AD; Линк, Джей Ти; Оверман, Ле; Стернс, бакалавр наук, Журнал Американского химического общества , 2002 , 124 , 9008–9009. ( два : 10.1021/ja0267425 )
  55. ^ Массе, CE; Ян, М.; Соломон Дж.; Панек, Дж. С. Журнал Американского химического общества , 1998 , 120 , 4123–4134. ( дои : 10.1021/ja9743194 )
  56. ^ Мартин, Сан-Франциско; Хамфри, Дж. М.; Али, А.; Хиллер, MC Журнал Американского химического общества , 1999 , 121 , 866–867. ( дои : 10.1021/ja9829259 )
  57. ^ Кенде, AS; Кавамура, К.; ДеВита, Р.Дж. Журнал Американского химического общества , 1990 , 112 4070–4072. ( два : 10.1021/ja00166a072 ).
  58. ^ Кенде, А.С., Кох, К.; Дори, Г.; Калдор, И.; Лю, К. Журнал Американского химического общества , 1993 , 115 , 9842–9843. ( два : 10.1021/ja00074a078 ).
  59. ^ Хонг, К.Ю., Киши, Ю. Журнал Американского химического общества , 1991 , 113 , 9693–9694. ( два : 10.1021/ja00025a056 ).
  60. ^ Танимото, Н.; Герритц, Юго-Запад; Савабе, А.; Нода, Т.; Вилла, ЮАР; Масамунэ, С. Ангью. хим. Межд. Эд. , 2003 , 33 , 673–675. ( два : 10.1002/anie.199406731 ).
  61. ^ Эванс, Д.А.; Блэк, WC Журнал Американского химического общества , 1993 , 115 , 4497–4513. ( два : 10.1021/ja00064a011 ).
  62. ^ Тан, В.; Прусов, Е.В. Орг. Летт. , 2012 , 14 4690–4693. ( дои : 10.1021/ol302219x ).
  63. ^ Коулман, Р.С.; Вальчак, MC; Кэмпбелл, Э.Л. Журнал Американского химического общества , 2005 , 127 , 16036-16039. ( два : 10.1021/ja056217g ).
  64. ^ Рот, врач общей практики; Фарина, В.; Либескинд, Л.С.; Пенья-Кабрера, Э. Тетраэдр Летт. 1995 , 36 , 2191.
  65. ^ Ренальдо, AF; Лабади, JW; Стилле, Дж. К. «Органические синтезы » , Coll. Том. 8, с. 268 (1993); Том. 67, с. 86 (1989). ( Статья )
  66. ^ Реакции Стилле с тетраалкилстаннанами и фенилтриалкилстаннанами в легкоплавких смесях сахара, мочевины и соли Джованни Императо, Рудольф Вазольд, Буркхард Кениг Advanced Synthesis & Catalise Volume 348, выпуск 15, страницы 2243–47, 2006 г. два : 10.1002/adsc.2006
  67. ^ П. Эспине, А. М. Эчаваррен (2004). «Механизмы реакции Стилле». Angewandte Chemie, международное издание . 43 (36): 4704–4734. дои : 10.1002/anie.200300638 . ПМИД   15366073 .
  68. ^ Найт, SD; Оверман, Ле; Пайродо, Дж. Журнал Американского химического общества , 1993 , 115 , 9293–9294. ( два : 10.1021/ja00073a057 )
  69. ^ Monera, E.; Ortar, G. Biorg. Med. Chem. Lett. , 2000 , 10 , 1815–1818. ( два : 10.1016/S0960-894X(00)00344-9 ).
  70. ^ Дьеркос, AC; Стилле, Дж. К.; Хегедус, Л.С. Журнал Американского химического общества , 1990 , 112 , 8465–8472. ( два : 10.1021/ja00179a035 ).
  71. ^ Юэ, WS; Ли, JJ Org. Летт. , 2002 , 4 , 2201–2203. ( дои : 10.1021/ol0260425 )
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stille_reaction&oldid=1209554688"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 973a7356d1e868a717d90e81dacc2461__1708597380
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/97/61/973a7356d1e868a717d90e81dacc2461.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Stille reaction - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)