Саэгуса – Ито окисление - Saegusa–Ito oxidation

В Саэгуса – Ито окисление это химическая реакция используется в органическая химия. Он был открыт в 1978 г. Такео Саегуса и Ёсихико Ито как метод введения α-β ненасыщенности в карбонильные соединения.[1] Реакция, как первоначально сообщалось, включала образование силиловый эфир енола с последующим лечением ацетат палладия (II) и бензохинон дать соответствующие Enone. Первоначальная публикация отметила его полезность для восстановления ненасыщенности после 1,4-присоединения с нуклеофилы Такие как органокупраты.

Саэгуса-Ито окисление

Для ациклических субстратов реакция дает исключительно термодинамический E-олефиновый продукт.

Ациклические субстраты

Этому открытию предшествовало почти восемь лет назад сообщение о том, что лечение неактивированных кетоны с ацетатом палладия дали те же продукты с низкими выходами.[2] Основным усовершенствованием Саэгусы и Ито было признание того, что энол форма была реакционноспособной разновидностью, разработав метод, основанный на эфирах силил енола.

Бензохинон на самом деле не является необходимым компонентом этой реакции; его роль заключается в регенерации палладия (II) из его восстановленной формы палладия (0), поэтому вначале требуется меньшее количество дорогостоящего ацетата палладия (II). Условия реакции и очистку можно легко упростить, просто используя избыток ацетата палладия (II) без бензохинона, при гораздо более высокой стоимости.[3][4] Поскольку в реакции обычно используются почтистехиометрический количества палладия и поэтому часто считается слишком дорогим для промышленного использования, был достигнут некоторый прогресс в разработке каталитический варианты.[5][6][7] Несмотря на этот недостаток, окисление Saegusa использовалось в ряде синтезов в качестве мягкого метода на поздней стадии для введения функциональности в сложные молекулы.

Механизм

В механизм Процесс окисления Саэгуса-Ито включает координацию палладия с енололефином с последующей потерей силильной группы и образованием оксоаллил-палладиевого комплекса. устранение β-гидрида дает еноновый комплекс гидрида палладия, который при восстановительное устранение дает продукт вместе с уксусная кислота и Pd0.[8] Обратимость этапа исключения позволяет уравновешивание, ведущий к термодинамический Электронная селективность в ациклических субстратах. Было показано, что продукт может образовывать стабильный Pd0-олефиновый комплекс, который может быть ответственным за трудности с повторным окислением, наблюдаемые в каталитических вариантах реакции.[9]

Механизм окисления Саэгуса. Лигированные ацетатные группы опущены для ясности.

Объем

Примером широкой применимости окисления Саэгуса – Ито является его использование в нескольких классических синтезах сложных молекул. Синтез морфий к Тору Фукуяма в 2006 году является одним из таких примеров, в котором трансформация допускает наличие карбамат и эфир заместители.[10]

Синтез морфина Фукуяма

Сэмюэл Дж. Данишефски Синтез как (+), так и (-) перибизина начался с окисления Саэгуса-Ито Дильс-Альдер присоединение Carvone и 3-триметилсилилокси-1,3-бутадиен с получением енона, указанного ниже. В этом случае окисление допускало присутствие алкен и карбонил фрагменты.[11]

Данишефский синтез перибизина

Синтез Юн Цян Ту Болезнь Альцгеймера медикамент галантамин аналогичным образом использовали эту реакцию в присутствии чувствительного к кислоте ацеталь группа.[12]

Ту синтез галантамина

Ларри Э. Оверман В синтезе лауренина используется окисление в одной емкости с хлорхромат пиридиния с последующим окислением Саэгуса, терпящим присутствие галоген и сульфонат.[13]

Сверхчеловеческий синтез лауренина

Синтез самбутоксина, о котором сообщил Дэвид Уильямс, использует новое окисление Саэгуса-Ито с участием незащищенного энол часть. Циклизованный продукт enone на месте регенерировать енол и сформировать тетрагидропиран звенеть. Последующий снятие защиты метоксиметильной группы обеспечивает натуральный продукт.[14]

Синтез самбутоксина Вильямса

Вариации

Подавляющее большинство усовершенствований этой реакции было направлено на обеспечение каталитического превращения соли палладия в первую очередь из-за ее высокой стоимости. Исходные условия, хотя и технически каталитические, все же требуют 50 мол.% Ацетата палладия (II), что увеличивает стоимость до недопустимо высоких уровней для крупномасштабных синтезов.

Основные достижения в каталитических версиях этой реакции были направлены на сооксиданты, которые эффективно регенерируют частицы палладия (II). В частности, были разработаны условия с использованием атмосферного кислорода, а также стехиометрического аллилкарбоната.

Что касается первого, то метод, разработанный Лароком в 1995 году, представляет собой экологически и экономически привлекательный метод в качестве каталитического заменителя окисления Саегуса-Ито.[15]

Каталитическое окисление Саэгуса – Ито с использованием кислорода в качестве сооксиданта

Этот метод страдает длительным временем реакции и часто дает значительно более низкие выходы, чем стехиометрический эквивалент, как показано в синтезе платифиллида Нисидой. Контраст этих двух методов подчеркивает недостатки каталитического метода.[16]

Синтез платифиллида

Каталитические варианты с использованием стехиометрического диаллилкарбоната и других аллильных карбонатов также были разработаны, в первую очередь, Дзиро Цудзи. Для них важен выбор растворителя: нитрильные растворители производят желаемые еноны, тогда как эфирные растворители вместо этого производят α-аллилкетоны.[17]

Каталитическое окисление Саэгуса – Ито с использованием диаллилкарбоната в качестве сооксиданта

Последний метод пользуется большим успехом в качестве синтетического инструмента, особенно в Полный синтез Шибасаки знаменитого яда стрихнин.[18]

Шибасаки синтез стрихнина

Несмотря на эти методы, предстоит еще многое сделать в отношении каталитической установки α-β-ненасыщенности.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ито, Ёсихико; Хирао, Тошиказу; Saegusa, Takeo (1978), "Синтез & alpha;, & beta; -ненасыщенных карбонильных соединений путем катализируемого палладием (II) дегидросилилировани простых эфиров силиленола", Журнал органической химии, 43 (5): 1011–1013, Дои:10.1021 / jo00399a052
  2. ^ Тайссен, Р. Дж. (1971), "Получение & alpha;, & beta; -ненасыщенных карбонильных соединений", Журнал органической химии, 36 (6): 752–757, Дои:10.1021 / jo00805a004
  3. ^ Liu, J .; Lotesta, S.D .; Соренсен, Э. Дж. (2011), "Краткий синтез молекулярной основы плевромутилина", Chem. Commun., 47 (5): 1500–1502, Дои:10.1039 / C0CC04077K, ЧВК  3156455, PMID  21079876
  4. ^ Fuwa, H .; Kainuma, N .; Tachibana, K .; Сасаки, М. (2002), «Полный синтез (-) - Гамбиерола», Варенье. Chem. Soc., 124 (50): 14983–14992, Дои:10.1021 / ja028167a, PMID  12475341
  5. ^ Lu, Y .; Nguyen, P.L .; Lévaray, N .; Лебель, Х. (2013), "Катализируемое палладием окисление Саегуса-Ито: синтез α, β-ненасыщенных карбонильных соединений из эфиров триметилсилил енола", J. Org. Chem., 78 (2): 776–779, Дои:10.1021 / jo302465v, PMID  23256839
  6. ^ Gao, W. M .; He, Z. Q .; Qian, Y .; Zhao, J .; Хуанг, Ю. (2012), «Общее аэробное дегидрирование, катализируемое палладием, для образования двойных связей», Chem. Sci., 3 (3): 883–886, Дои:10.1039 / C1SC00661D
  7. ^ Diao, T. N .; Шталь, С. С. (2011), "Синтез циклических энонов путем прямого аэробного дегидрирования кетонов, катализируемого палладием", Варенье. Chem. Soc., 133 (37): 14566–14569, Дои:10.1021 / ja206575j, ЧВК  3173566, PMID  21851123
  8. ^ Окисление В архиве 2011-03-12 на Wayback Machine, Chem 215 конспект лекций
  9. ^ Porth, S .; Bats, J. W .; Trauner, D .; Giester, G .; Mulzer, J. (1999), "Понимание механизма окисления Saegusa: выделение нового комплекса палладий (0)-тетраолефин", Angewandte Chemie International Edition, 38 (13–14): 2015–2016, Дои:10.1002 / (sici) 1521-3773 (19990712) 38: 13/14 <2015 :: aid-anie2015> 3.0.co; 2- #
  10. ^ Uchida, K .; Yokoshima, S .; Кан, Т .; Фукуяма, Т. (2006), «Полный синтез (±) -морфина», Органические буквы, 8 (23): 5311–5313, Дои:10.1021 / ol062112m, PMID  17078705
  11. ^ Анхелес, А. Р .; Waters, S.P .; Данишефский, С. Дж. (2008), «Полный синтез (+) - и (-) - Перибизина Е», Журнал Американского химического общества, 130 (41): 13765–13770, Дои:10.1021 / ja8048207, ЧВК  2646880, PMID  18783227
  12. ^ Ху, X.-D .; Tu, Y. Q .; Zhang, E .; Gao, S .; Wang, S .; Wang, A .; Fan, C.-A .; Ван, М. (2006), «Полный синтез (±) -галантамина», Органические буквы, 8 (9): 1823–5, Дои:10.1021 / ol060339b, PMID  16623560
  13. ^ Overman, L.E .; Томпсон, А. С. (1988), "Полный синтез (-) - лауренина. Использование циклизации, инициированной ацеталем, для получения функционализированных восьмичленных циклических эфиров", Журнал Американского химического общества, 110 (7): 2248–2256, Дои:10.1021 / ja00215a040
  14. ^ Уильямс, Д.Р .; Таске, Р.А. (2000), «Конструирование 4-гидрокси-2-пиридинонов. Полный синтез (+) - самбутоксина», Орг. Lett., 2 (20): 3217–3220, Дои:10.1021 / ol006410 +, PMID  11009385
  15. ^ Larock, R.C .; Hightower, T. R .; Kraus, G.A .; Hahn, P .; Чжэн, Д. (1995), «Простое, эффективное, новое превращение енолсиланов в еноны и енали, катализируемое палладием», Буквы Тетраэдра, 36 (14): 2423–2426, Дои:10.1016 / 0040-4039 (95) 00306-в.
  16. ^ Hiraoka, S .; Harada, S .; Нишида, А. (2010), "Каталитический энантиоселективный полный синтез (-) - Платифиллида и его структурная ревизия", Журнал органической химии, 75 (11): 3871–3874, Дои:10.1021 / jo1003746, PMID  20459138
  17. ^ Tsuji, J .; Минами, I .; Shimizu, I. (1983), «Новый катализируемый палладием препаративный метод α, β-ненасыщенных кетонов и альдегидов из насыщенных кетонов и альдегидов через их силиленольные эфиры», Буквы Тетраэдра, 24 (50): 5635–5638, Дои:10.1016 / s0040-4039 (00) 94160-1
  18. ^ Ohshima, T .; Xu, Y .; Takita, R .; Shimizu, S .; Чжун, Д .; Шибасаки, М. (2002), «Энантиоселективный полный синтез (-) - стрихнина с использованием каталитической асимметричной реакции Михаэля и тандемной циклизации», Журнал Американского химического общества, 124 (49): 14546–14547, Дои:10.1021 / ja028457r, PMID  12465959