Jump to content

Органокатализ тиомочевины

В области органокатализа органокатализ ( тио)мочевины описывает использование мочевины и тиомочевины для ускорения и стереохимического изменения органических преобразований. Эффекты возникают за счет взаимодействия водородных связей между субстратом и (тио)мочевиной. В отличие от классических катализаторов, эти органокатализаторы взаимодействуют за счет нековалентных взаимодействий, особенно водородных связей («частичное протонирование »). Область применения этих низкомолекулярных доноров Н-связей, называемых органокатализом (тио)мочевины, охватывает как нестереоселективные, так и стереоселективные реакции. [1]

Взаимодействие катализатор-субстрат

[ редактировать ]

Водородные связи между производными тиомочевины и карбонильными субстратами включают две водородные связи, обеспечиваемые копланарными аминозаместителями в (тио)мочевине. [2] [3] [4]
[5] Скварамидные катализаторы участвуют во взаимодействиях с двойными водородными связями и часто превосходят тиомочевины. [6]

Тиомочевины часто оказываются более сильными водородных связей донорами ( т.е. более кислыми), чем мочевины . [7] потому что их аминогруппы более положительно заряжены. Квантово-химический анализ показал, что это противоречивое явление, необъяснимое относительной электроотрицательностью O и S, является результатом эффективного стерического размера атомов халькогена . [8]

Комплекс кетона с N,N'-бис[3,5-бис(трифторметил)фенилтиомочевиной Шрайнера. Очевиден мотив связывания в виде двойных водородных связей, напоминающий зажим. [4] [9]

Преимущества органокатализаторов тиомочевины

[ редактировать ]

(Тио)мочевины являются экологически чистыми и устойчивыми катализаторами. Когда они эффективны, они могут предложить следующие преимущества:

  • отсутствие ингибирования продукта за счет слабого энтальпийского связывания, но специфическое связывание-"узнавание"
  • простой и недорогой синтез из исходных материалов, функционализированных первичными аминами (хиральный пул), и изотиоцианатов.
  • простота модуляции и эксплуатации (устойчива к использованию), не требуется атмосфера инертного газа
  • катализ в почти нейтральных условиях (pk тиомочевины 21,0) и мягких условиях, чувствительные к кислоте субстраты переносятся
  • не содержит металлов, нетоксичный (сравните традиционные металлсодержащие катализаторы на основе кислоты Льюиса)
  • водотолерантен, даже каталитически эффективен в воде или водных средах. [10]

Субстраты

[ редактировать ]

Субстраты, акцептирующие Н-связь, включают карбонильные соединения, имины , нитроалкены . Реакция Дильса -Альдера — это один из процессов, в котором можно использовать катализаторы (тио)мочевины.

Первые вклады были сделаны Келли, Эттером, Йоргенсеном, Хайном, Карраном, Гёбелем и Де Мендосой (см. обзорные статьи, цитируемые ниже) о взаимодействиях водородных связей небольших, не содержащих металлов соединений с богатыми электронами местами связывания. Питер Р. Шрайнер и его коллеги идентифицировали и представили бедные электронами производные тиомочевины в качестве органокализаторов водородных связей. Тиомочевина Шрейнера, N,N' -бис- 3,5-бис(трифторметил)фенилтиомочевина , сочетает в себе все структурные особенности органокатализа, опосредованного двойными Н-связями:

Тиомочевина Шрайнера


Катализаторы

[ редактировать ]

Было разработано широкое разнообразие монофункциональных и бифункциональных (концепция бифункциональности) хиральных двойных (тио)мочевинных органокатализаторов.

См. также

[ редактировать ]

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
  • Кристиан М. Кляйнер, Питер Р. Шрайнер (2006). «Гидрофобная амплификация нековалентного органокатализа». хим. Коммун. : 4315–4017.
  • З. Чжан и П. Р. Шрайнер (2007). «Переносное гидрирование альдиминов, катализируемое тиомочевиной». Синлетт . 2007 (9): 1455–1457. дои : 10.1055/s-2007-980349 .
  • Ванка, Лукас; Кьяра Кабреле; Максим Ванеев; Питер Р. Шрайнер (2007). «γ-аминоадамантанкарбоновые кислоты посредством прямого амидирования связи C – H». Европейский журнал органической химии . 2007 (9): 1474–1490. дои : 10.1002/ejoc.200600975 . ISSN   1434-193Х .
  1. ^ Котке, Майк; Шрайнер, Питер Р. (октябрь 2009 г.). «(Тио)мочевиноорганические катализаторы» . В Петри М. Пихко (ред.). Водородная связь в органическом синтезе . стр. 141–251. ISBN.  978-3-527-31895-7 .
  2. ^ Александр Витткопп, Питер Р. Шрайнер, «Реакции Дильса-Альдера в воде и в средах с водородными связями» , глава книги в «Химии диенов и полиенов» Цви Раппопорт (ред.), Том 2, John Wiley & Sons Inc. .; Чичестер, 2000 г. , 1029–1088 гг. ISBN   0-471-72054-2 .
    Александр Виткопп, «Органокатализ реакций Дильса-Альдера нейтральными донорами водородных связей в органических и водных растворителях» , диссертация, написанная на немецком языке, Universität Göttingen, 2001 . Аннотация на английском языке/скачать: [1]
    Питер Р. Шрайнер, обзор: «Безметалловый органокатализ посредством явных взаимодействий водородных связей» , Chem. Соц. Ред. 2003 , 32 , 289-296. аннотация/скачать: [2]
    М. Котке и П. Р. Шрайнер (2006). «Бескислотная органокаталитическая ацетализация». Тетраэдр . 62 (2–3): 434–439. дои : 10.1016/j.tet.2005.09.079 . Депутат Петри (2004). «Активация карбонильных соединений двойной водородной связью: новый инструмент асимметричного катализа». Angewandte Chemie, международное издание . 43 (16): 2062–2064. дои : 10.1002/anie.200301732 . ПМИД   15083451 .
    Ёсидзи Такемото, обзор: «Распознавание и активация мочевиной и тиомочевиной: стереоселективные реакции с использованием мочевины и тиомочевины в качестве доноров водородных связей» , Org. Биомол. хим. 2005 , 3 , 4299-4306. аннотация/скачать: [3] Марк С. Тейлор, Эрик Н. Якобсен (2006). «Асимметричный катализ хиральными донорами водородных связей». Angewandte Chemie, международное издание . 45 (10): 1520–1543. дои : 10.1002/anie.200503132 . ПМИД   16491487 . Джей Си Стивен (2006). «Органический катализ, опосредованный производными (тио) мочевины». Химия: Европейский журнал . 12 (21): 5418–5427. дои : 10.1002/chem.200501076 . ПМИД   16514689 .
  3. ^ Перейти обратно: а б Котке, Майк; Питер Шрайнер (2007). «Общеприменимое органокаталитическое тетрагидропиранилирование гидроксильных групп с очень низкой загрузкой катализатора». Синтез . 2007 (5): 779–790. дои : 10.1055/s-2007-965917 . ISSN   0039-7881 .
  4. ^ Перейти обратно: а б Шрайнер, Питер Р.; Александр Виткопп (2002). «Присадки, связывающие водородные связи, действуют как катализаторы на основе кислоты Льюиса». Органические письма . 4 (2): 217–220. дои : 10.1021/ol017117s . ISSN   1523-7060 . ПМИД   11796054 .
  5. ^ Котке, Майк (2009). Органокатализаторы с водородной связью (тио)мочевины в органическом синтезе: современное состояние и практические методы ацетализации, тетрагидропиранилирования и кооперативного алкоголиза эпоксидов (доктор философии). Университет Гиссена/Германия . Проверено 12 ноября 2010 г.
  6. ^ Чаухан, П.; Махаджан, С.; Кая, У.; Хак, Д.; Эндерс, Д. (2015). «Бифункциональные амино-скварамиды: мощные органокталисты с водородными связями для асимметричных домино / каскадных реакций». Адв. Синтез. Катал . 357 (2–3): 253–281. дои : 10.1002/adsc.201401003 .
  7. ^ Якаб, Гергеи; Танкон, Карло; Чжан, Чжиго; Липперт, Катарина М.; Шрайнер, Питер Р. (2012). «(Тио)мочевинный органокатализатор, равновесные кислоты в ДМСО». Органические письма . 14 (7): 1724–1727. дои : 10.1021/ol300307c .
  8. ^ Ньюланд, Селин; Фонсека Герра, Селия (2022). «Как размер атома халькогена определяет способность карбоксамидов, тиоамидов и селеноамидов быть донорами водородных связей». Химия – Европейский журнал . 28 (31): e202200755. дои : 10.1002/chem.202200755 . hdl : 1887/3512406 .
  9. ^ Виткопп, Александр; Питер Р. Шрайнер (2003). «Безметалловый нековалентный катализ реакций Дильса-Альдера нейтральными донорами водородной связи в органических растворителях и в воде». Химия: Европейский журнал . 9 (2): 407–414. дои : 10.1002/chem.200390042 . ISSN   0947-6539 . ПМИД   12532289 .
  10. ^ А. Виткопп и П. Р. Шрайнер (2003). «Безметалловый нековалентный катализ реакций Дильса-Альдера нейтральными донорами водородной связи в органических растворителях и воде». Химия: Европейский журнал . 9 (2): 407–414. дои : 10.1002/chem.200390042 . ПМИД   12532289 .
  11. ^ Сигман, Мэтью С.; Эрик Н. Якобсен (1998). «Катализаторы на основе Шиффа для асимметричной реакции Стрекера, идентифицированные и оптимизированные на основе параллельных синтетических библиотек». Журнал Американского химического общества . 120 (19): 4901–4902. дои : 10.1021/ja980139y . ISSN   0002-7863 .
  12. ^ Сигман, Мэтью С.; Петр Вачал; Эрик Н. Якобсен (2000). «Общий катализатор асимметричной реакции Стрекера». Angewandte Chemie, международное издание . 39 (7): 1279–1281. doi : 10.1002/(SICI)1521-3773(20000403)39:7<1279::AID-ANIE1279>3.0.CO;2-U . ISSN   1433-7851 . ПМИД   10767031 .
  13. ^ Окино, Томотака; Ясутака Хоаси; Ёсидзи Такемото (2003). «Энантиоселективная реакция Михаэля малонатов на нитроолефины, катализируемая бифункциональными органокатализаторами». Журнал Американского химического общества . 125 (42): 12672–12673. дои : 10.1021/ja036972z . ISSN   0002-7863 . ПМИД   14558791 .
  14. ^ Сотоме, Ёсихиро; Ая Танатани; Юичи Хашимото; Кадзуо Нагасава (2004). «Разработка органокатализатора типа бис-тиомочевины для асимметричной реакции Бейлиса – Хиллмана ☆». Буквы тетраэдра . 45 (29): 5589–5592. дои : 10.1016/j.tetlet.2004.05.137 . ISSN   0040-4039 .
  15. ^ Сотоме, Ёсихиро; Юичи Хасимото; Кадзуо Нагасава (2005). «Бифункциональный органокатализатор гуанидин-тиомочевины для асимметричной реакции Генри (нитроальдола)». Расширенный синтез и катализ . 347 (11–13): 1643–1648. дои : 10.1002/adsc.200505148 . ISSN   1615-4150 .
  16. ^ Эррера, Ракель П.; Валентина Сгарзани; Лука Бернарди; Альфредо Риччи (2005). «Каталитическое энантиоселективное алкилирование индолов по Фриделю-Крафту нитроалкенами с использованием простого органокализатора тиомочевины». Angewandte Chemie, международное издание . 44 (40): 6576–6579. дои : 10.1002/anie.200500227 . ISSN   1433-7851 . ПМИД   16172992 .
  17. ^ Ван, Цзянь; Хао Ли; Синьхун Юй; Ляньсуо Цзу; Вэй Ван (2005). «Асимметричная реакция Мориты-Бейлиса-Хиллмана, промотируемая органокатализатором хирального бинафтилового производного амина-тиомочевины» . Органические письма . 7 (19): 4293–4296. дои : 10.1021/ol051822+ . ISSN   1523-7060 . ПМИД   16146410 .
  18. ^ Вакуля, Бенедикт; Твердая Варга; Антал Чампай; Тибор Соос (2005). «Высокоэнантиоселективное сопряженное добавление нитрометана к халконам с использованием бифункциональных хинных органокализаторов». Органические письма . 7 (10): 1967–1969. дои : 10.1021/ol050431s . ISSN   1523-7060 . ПМИД   15876031 .
  19. ^ МакКуи, Симус Х.; Стивен Дж. Коннон (2005). «Производные алкалоидов хинного дерева, замещенные мочевиной и тиомочевиной, как высокоэффективные бифункциональные органокатализаторы для асимметричного присоединения малоната к нитроалкенам: инверсия конфигурации при C9 значительно улучшает эффективность катализатора». Angewandte Chemie, международное издание . 44 (39): 6367–6370. дои : 10.1002/anie.200501721 . ISSN   1433-7851 . ПМИД   16136619 .
  20. ^ Цао, Чун-Ли; Мэн-Чун Е; Сю-Ли Сунь; Юн Тан (2006). «Пирролидин-тиомочевина как бифункциональный органокатализатор: высокоэнантиоселективное добавление по Михаэлю циклогексанона к нитроолефинам». Органические письма . 8 (14): 2901–2904. дои : 10.1021/ol060481c . ISSN   1523-7060 . ПМИД   16805512 .
  21. ^ Беркессель, Альбрехт; Катрин Роланд; Йорг М. Нойдерфл (2006). «Асимметричная реакция Морита-Бейлиса-Хиллмана, катализируемая органокатализаторами бис(тио)мочевины, полученными из изофорондиамина». Органические письма . 8 (19): 4195–4198. дои : 10.1021/ol061298m . ISSN   1523-7060 . ПМИД   16956185 .
  22. ^ Миябе, Хидето; Сайо Тучида; Масасигэ Ямаути; Ёсидзи Такемото (2006). «Реакция нитроорганических соединений с использованием катализаторов тиомочевины, закрепленных на полимерной основе». Синтез . 2006 (19): 3295–3300. дои : 10.1055/s-2006-950196 . ISSN   0039-7881 .
  23. ^ Ванка, Лукас; Кьяра Кабреле; Максим Ванеев; Питер Р. Шрайнер (2007). «γ-аминоадамантанкарбоновые кислоты посредством прямого амидирования связи C – H». Европейский журнал органической химии . 2007 (9): 1474–1490. дои : 10.1002/ejoc.200600975 . ISSN   1434-193Х .
  24. ^ Ямаока, Юске; Хидето Миябе; Ёсидзи Такемото (2007). «Каталитическая энантиоселективная реакция петазис-типа хинолинов, катализируемая недавно разработанным катализатором на основе тиомочевины» . Журнал Американского химического общества . 129 (21): 6686–6687. дои : 10.1021/ja071470x . ISSN   0002-7863 . ПМИД   17488015 .
  25. ^ Лю, Кун; Хан-Фэн Цуй; Цзин Не; Ке-Ян Донг; Сяо-Хуан Ли; Джун-Ан Ма (2007). «Высокоэнантиоселективное добавление по Михаэлю ароматических кетонов к нитроолефинам, стимулируемое хиральными бифункциональными первичными амино-тиомочевинными катализаторами на основе сахаридов». Органические письма . 9 (5): 923–925. дои : 10.1021/ol0701666 . ISSN   1523-7060 . ПМИД   17288432 .
  26. ^ Ли, Сяо-Цзюань; Кун Лю; Хай Ма; Цзин Не; Джун-Ан Ма (2008). «Высокоэнантиоселективное присоединение по Михаэлю малонатов к нитроолефинам, катализируемое хиральными бифункциональными третичными амино-тиомочевинами на основе сахаридов». Синлетт . 2008 (20): 3242–3246. дои : 10.1055/s-0028-1087370 . ISSN   0936-5214 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c24df19988a34bcc3d7ac578dddd674f__1717794960
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c2/4f/c24df19988a34bcc3d7ac578dddd674f.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Thiourea organocatalysis - 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.)