Katalyzátory Maruoka

Asymetrická katalýza fázového přenosu za použití Maruokových katalyzátorů se ukázala být ideální metodou pro enantioselektivní přípravu přírodních a nepřírodních α-alkylových a α,α-dialkyl-α-aminokyselin z derivátů glycinu. Zatímco pro tento typ transformace byly vyvinuty různé příbuzné katalyzátory, 677086 a 687596 jsou obzvláště pozoruhodné díky svému strukturně zjednodušenému skeletu. Kromě relativně jednodušší struktury si 677086 a 687596 také zachovávají srovnatelnou katalytickou aktivitu a schopnost dosahovat enantioselektivity ekvivalentní katalyzátorům dříve navrženým Maruokou a spolupracovníky.^1,2,3

Výhody

• Provozně jednoduché
• Šetrné k životnímu prostředí
• Relativně mírné reakční podmínky
• Reakce probíhají ve vodném prostředí
• Kompatibilní s požadavky na rozšiřování
• Nízké zatížení katalyzátoru

Reprezentativní aplikace

Maruoka a spolupracovníci oznámili v roce 2005 další verzi svých katalyzátorů pro chirální fázový přenos, která využívala butylové skupiny místo bifenylových nebo nafthylových skupin na dusíku, čímž poskytla flexibilnější a polárnější katalyzátor, usnadňující výměnu, která musí probíhat mezi organickou a vodnou vrstvou dvoufázové směsi.²

Typický postup dvoufázové transformace vyžaduje použití organického rozpouštědla (toluenu) v kombinaci s vodným roztokem báze, katalyzátoru fázového přenosu, organického halogenidu a chráněné aminokyseliny (obvykle chráněné jako benzofenonový imin nebo p-chlorbenzaldehydový imin-tabulky 1 a 2). Většina reakcí probíhá s relativně krátkými reakčními časy při teplotách od -20 °C do 0 °C a poskytuje α-alkylové a α,α-dialkyl-α-aminokyseliny v dobrém celkovém výtěžku s vynikající enantioselektivitou.^1,2,3

Původně se předpokládalo, že použití ekonomičtějšího p-chlorbenzaldehydového iminu bude omezeno na α-alkyl substituované deriváty z důvodu nižší pKa a obav z racemizace těchto aldiminových Schiffových bází; nicméně později se ukázalo, že p-Cl-fenylová ochranná skupina skutečně umožňuje účinnou transformaci na monoalkylační deriváty, jako jsou ty uvedené v tabulce 2.³

Metoda rovněž poskytuje α,α-dialkyl-α-aminokyseliny v dobrých výtěžcích s vynikající enantioselektivitou, pokud se použije Schiffova báze odvozená od alaninu, jak je uvedeno v Schématu 1.

Tabulka 1. Benzofenon imin

Tabulka 2. p-chlorbenzaldehyd imin

Schéma 1. Schiffova báze odvozená od alaninu

Odkazy

1. Hashimoto T, Maruoka K. 2007. Recent Development and Application of Chiral Phase-Transfer Catalysts. Chem. Rev.. 107(12):5656-5682. https://doi.org/10.1021/cr068368n

2. Kitamura M, Shirakawa S, Maruoka K. 2005. Powerful Chiral Phase-Transfer Catalysts for the Asymmetric Synthesis of ?-Alkyl- and ?,?-Dialkyl-?-amino Acids. Angew. Chem. Int. Ed.. 44(10):1549-1551. https://doi.org/10.1002/anie.200462257

3. Ooi T, Arimura Y, Hiraiwa Y, Yuan LM, Kano T, Inoue T, Matsumoto J, Maruoka K. 2006. Highly enantioselective monoalkylation of p-chlorobenzaldehyde imine of glycine tert-butyl ester under mild phase-transfer conditions. Tetrahedron: Asymmetry. 17(4):603-606. https://doi.org/10.1016/j.tetasy.2006.01.019