Пассерини реакциясы: химиялық синтездің көп компонентті әдісі
Passerini reaction
Пассерини реакциясы: альдегид, карбон қышқылы және изоцианидтен α-ацилокси амидтерді синтездеу. Химиялық реакция, механизмдері, қолданылуы туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Пасерини реакциясы – α-ацилоксиамид түзетін изоцианид, альдегид (немесе кетон) және карбон қышқылы қатысатын химиялық реакция. Бұл қосылу реакциясы – изоцианид негізіндегі көпкомпонентті реакциялардың ең көнелерінің бірі және алғаш рет 1921 жылы Италияның Флоренция қаласында Марио Пасерини сипаттаған. Ол әдетте протонды емес (aprotic) еріткіштерде жүргізіледі, бірақ су немесе терең эвтектикалық еріткіштер сияқты иондық сұйықтықтарда да орындалуы мүмкін. Изоцианидтердің жоғары функционалдық топтарға төзімділігі, химикалық, аймақтық және стереоселективтілігі болғандықтан, Пасерини реакциясы синтезде кеңінен қолданылады.
The Passerini reaction is a chemical reaction involving an isocyanide, an aldehyde (or ketone), and a carboxylic acid to form a α acyloxy amide. This addition reaction is one of the oldest isocyanide based multicomponent reactions and was first described in 1921 by Mario Passerini in Florence, Italy. It is typically carried out in aprotic solvents but can also be performed in ionic liquids such as water or deep eutectic solvents. As isocyanides exhibit high functional group tolerance, chemoselectivity, regioselectivity, and stereoselectivity, the Passerini reaction has a wide range of synthetic applications.
Механизм
Пасерини реакциясы екі механикалық жол арқылы жүзеге асады деп болжанған. Мүмм реорганизациясы екінші карбон қышқылы молекуласын қажет ететіндіктен, бұл механизм Пасерини реакциясын органокатализдік реакция ретінде жіктемелейді.
The Passerini reaction has been hypothesized to occur through two mechanistic pathways. As the Mumm rearrangement requires a second carboxylic acid molecule, this mechanism classifies the Passerini reaction as an organocatalytic reaction.
Ионикалық механизм
Полярлы еріткіштерде, мысалы метанол немесе суда, карбонил изоцианидтің нуклеофилдік қосылуына дейін протондалады, нәтижесінде нитрилий ионының аралық қосылысы пайда болады. Бұдан кейін карбоксилат қосылады, одан кейін ацил тобының ауысуы және протонның ауысуы жүзеге асып, қажетті Пассерини өніміне қол жеткізіледі. Мысалы, полимер тізбегінің ұзындығы мен салмағы изоцианид стехиометриясы арқылы реттелуі мүмкін, ал полимер геометриясы бастапқы реагенттер арқылы әсер ете алады. Көлемді, стерикалық кедергісі бар реагенттер арасындағы Пассерини реакциясын жеңілдету үшін жоғары серпімді жағдайларды тудыратын вортекстік сұйықтық құрылғысын қолдануға болады. Бұл жағдайлар жоғары температура мен қысымның әсерін имитациялайды, бұл Пассерини реакциясының жеткілікті жылдам жүруіне мүмкіндік береді. Пассерини реакциясы энантиоселективтілікті де көрсете алады. Әртүрлі альдегидтерге (ароматты, гетероароматты, олефинді, ацетиленді, алифатты) tert-бутил изоцианидтің қосылуы тетрахлоридтің катализдік жүйесі мен хиралды бисфосфорамидті қолдану арқылы жүзеге асырылады, бұл жақсы өнімділік пен жақсы энантиоселективтілікті қамтамасыз етеді. Изоцианидтердің басқа түрлері үшін реакциялық қоспаға изоцианидтің қосылу жылдамдығы жақсы өнімділік пен жоғары селективтілікті анықтайды. Пассерини реакциясы реттілікпен анықталған полимерлерді жасау үшін де қолданылған. Бифункционалды субстраттар полимерлендіруден кейінгі модификацияларға ұшырауға немесе полимерлендіруге арналған прекурсорлар ретінде қолданылуы мүмкін. Бұл реакция сондай-ақ, коммерциялық түрде қолжетімді телапревир (VX 950) сияқты фармацевтикалық препараттардың толық синтезінде синтетикалық қадам ретінде қолданылды, бұл препарат Vertex Pharmaceuticals және Johnson & Johnson компанияларымен сатылады.
In polar solvents, such as methanol or water, the carbonyl is protonated before nucleophilic addition of the isocyanide, affording a nitrilium ion intermediate. This is followed by the addition of a carboxylate, acyl group transfer and proton transfer respectively to give the desired Passerini product. For example, polymer chain length and weight can adjusted through isocyanide stoichiometry, and polymer geometry can be influenced through starting reagents. To facilitate the Passerini reaction between bulky, sterically hindered reagents, a vortex fluidic device can be used to induce high shear conditions. These conditions emulate the effects of high temperature and pressure, allowing the Passerini reaction to proceed fairly quickly. The Passerini reaction can also exhibit enantioselectivity. Addition of tert butyl isocyanide to a wide variety of aldehydes (aromatic, heteroaromatic, olefinic, acetylenic, aliphatic) is achieved using a catalytic system of tetrachloride and a chiral bisphosphoramide which provides good yield and good enantioselectivities. For other types of isocyanides, rate of addition of isocyanide to reaction mixture dictates good yields and high selectivities. The Passerini reaction has also been used to form sequence defined polymers. Bifunctional substrates can be used to undergo post polymerization modification or serve as precursors for polymerization. This reaction has also been used as a synthetic step in the total synthesis of commercially available pharmaceuticals such as telaprevir (VX 950), an antiviral sold by Vertex Pharmaceuticals and Johnson & Johnson.