Cinchona alkaloidok

Az aszimmetrikus fázistranszfer-katalízist (PTC) számos homogén szintetikus szerves átalakítás "zöld" alternatívájaként ismerik el, és széles körben alkalmazzák. A szintetikusan módosított cinchona-alkaloidok tipikus királis organokatalizátorok, amelyeket az aszimmetrikus PTC-ben használnak. A O-alkil N-aril-metil-származékok több generációját fejlesztették ki, amelyek végül glicin-iminek nagymértékben enantioszelektív alkilezési reakcióihoz vezettek, hogy egy sor α-aminosav-származékot hozzanak létre (1. táblázat).

1. ábra. Glicin-iminek alkilezési reakciói

1. táblázat. Glicin-iminek alkilezési reakciói

Termékszám.	N-Ar	O-Alk	X-	Cat. Gen.	R-Br	%Y	%ee
524433	Benzil	H	Br	Br	1st	PhCH2-	85	60
359580	Benzil	H		Cl	1st	4-Cl-C6H4-CH<2-	95	66
514276	Benzil	Allyl	Br	2nd	4-Cl-C6H4-CH2.-	-	81
515701	9-Antracénil-metil		H	Cl		3rd	PhCH2-	68	91
499617	9-Antracénil-metil		Allyl	Br	3rd	PhCH2-	87		94
06542	2,7 antracénil-metil	Allyl	Br	dimerikus	4-NO2-C6H44-CH2	91	99

A katalizátor enantioszelektivitásának további javítására tett kísérletükben Jew és Park két cinchona-alkaloid-részt kapcsolt össze távtartó egységeken keresztül. Egy ilyen dimer cinchona-alkaloiddal (06542) a fent említett glicin-imin-alkilezés enantioszelektivitását 97-99% ee-re optimalizálták.^1,2,3

A nukleofil katalizátoroknak széleskörű szerepe volt az új szintetikus módszerek kifejlesztésében. Különösen a cinchona-alkaloidok katalizálnak számos hasznos folyamatot nagy enantioszelektivitással. A cinchona-alkaloidok bázisként használhatók szubsztrátok deprotonálására viszonylag savas protonokkal, amelyek a keletkező anion és a protonált amin között kontaktionpárt alkotnak. Ez a kölcsönhatás királis környezetet eredményez az anion körül, és lehetővé teszi az enantioszelektív reakciókat az elektrofilekkel.

Ezek közül sok folyamatnál fontos, hogy a nagy enantiomerfelesleggel rendelkező kvaterner aszimmetrikus centrumok kialakulását kontrollálni tudjuk. A (DHQD)₂AQN (456713) katalizátor alkalmazásával ketonok α-funkcionalizációját lehet befolyásolni a TMSCN hozzáadásával a megfelelő cianohidrinhez kiváló hozammal és enantiomerfelesleggel (1. séma).⁴

Séma 1

A fémmentes, allil aminációs reakció hasznos kiterjesztése a hagyományos palládium-katalizált π-allil módszertannak. A távoli γ-pozícióban lévő diimidekkel történő aminálás (DHQ)₂PYR (418978) (Séma 2) segítségével magasan funkcionalizált aminvegyületek sokféle változatának képzése céljából végezhető el.⁵

Séma 2

Végre Jørgensen és munkatársai kifejlesztették az első katalitikus enantioszelektív konjugált addíciót alkimonokhoz (DHQ)₂PHAL (392723) segítségével.⁶ Mind aromás, mind alifás alkimonok esetében a β-diketonok addíciója nagy hozammal és enantioszelektivitással megy végbe, (E)- és (Z)-enonok keverékét adva (Séma 3).

Séma 3

Hivatkozások

1. O'Donnell MJ. 2004. The Enantioselective Synthesis of ?-Amino Acids by Phase-Transfer Catalysis with Achiral Schiff Base Esters. Acc. Chem. Res.. 37(8):506-517. https://doi.org/10.1021/ar0300625

2. Lygo B, Andrews BI. 2004. Asymmetric Phase-Transfer Catalysis Utilizing Chiral Quaternary Ammonium Salts:  Asymmetric Alkylation of Glycine Imines. Acc. Chem. Res.. 37(8):518-525. https://doi.org/10.1021/ar030058t

3. Jew S, Jeong B, Yoo M, Huh H, Park H. 2001. Synthesis and application of dimeric Cinchona alkaloid phase-transfer catalysts: ?,??-bis[O(9)-allylcinchonidinium]-o, m, or p-xylene dibromide. Chem. Commun..(14):1244-1245. https://doi.org/10.1039/b102584h

4. Tian S, Hong R, Deng L. 2003. Catalytic Asymmetric Cyanosilylation of Ketones with Chiral Lewis Base. J. Am. Chem. Soc.. 125(33):9900-9901. https://doi.org/10.1021/ja036222p

5. Poulsen TB, Alemparte C, Jørgensen KA. 2005. Enantioselective Organocatalytic Allylic Amination. J. Am. Chem. Soc.. 127(33):11614-11615. https://doi.org/10.1021/ja0539847

6. Bella M, Jørgensen KA. 2004. Organocatalytic Enantioselective Conjugate Addition to Alkynones. J. Am. Chem. Soc.. 126(18):5672-5673. https://doi.org/10.1021/ja0493594