Аза-Бейлис-Хиллман реакция: механизм, асимметричный синтез и хиральные растворители.
Aza-Baylis–Hillman reaction
Аза-Байлис-Хиллман реакция: синтез аллильных аминов из α,β-ненасыщенных карбонильных соединений и иминов. Хиральные катализаторы, механизм реакции, применение.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Химическая реакция
Chemical reaction
Реакция аза-Бейлиса-Хиллмана, или аза-БХ, в органической химии является вариантом реакции Бейлиса-Хиллмана и описывает взаимодействие электронно-дефицитного алкена, как правило, α,β-ненасыщенного карбонильного соединения, с имином в присутствии нуклеофила. Продуктом реакции является аллильный амин. Реакцию можно проводить с энантиомерным избытком до 90% с использованием бифункциональных хиральных соединений BINOL и фосфинил-BINOL, например, в реакции n-(4-хлорбензилидена)бензолсульфонамида с метилвинилкетоном (MVK) в циклопентилметиловом эфире и толуоле при 15°C. В одном исследовании предложен механизм реакции для конкретной аза-БХ реакции. Показано, что при заданном наборе условий реакция является первого порядка по отношению к трифенилфосфиновому нуклеофилу, MVK и концентрации тосилимина на стадии, определяющей скорость, в присутствии кислоты Брёнстеда, такой как фенол или бензойная кислота. Присутствие кислоты облегчает реакцию элиминирования в цвиттерионе посредством переноса протона, что значительно ускоряет процесс и перестает быть стадией, определяющей скорость. Для этого этапа реакции предложено 6-членное циклическое переходное состояние. Поскольку этот этап также обратим, присутствие кислоты вызывает процесс рацемизации простым смешиванием хирального аддукта аза-БХ, фосфина и кислоты.
The aza Baylis–Hillman reaction or aza BH reaction in organic chemistry is a variation of the Baylis–Hillman reaction and describes the reaction of an electron deficient alkene, usually an α,β unsaturated carbonyl compound, with an imine in the presence of a nucleophile. The reaction product is an allylic amine. The reaction can be carried out in enantiomeric excess of up to 90% with the aid of bifunctional chiral BINOL and phosphinyl BINOL compounds, for example in the reaction of n (4 chloro benzylidene) benzenesulfonamide with methyl vinyl ketone (MVK) in cyclopentyl methyl ether and toluene at 15°C. In one study a reaction mechanism for a specific aza BH reaction is proposed. Given a set of reaction conditions the reaction is found to be first order in the triphenylphosphine nucleophile, MVK and the tosylimine concentration in the rate determining step in the presence of a Brønsted acid such as phenol or benzoic acid. The presence of an acid facilitates the elimination reaction in the zwitterion by proton transfer which becomes much faster and no longer rate determining. A 6 membered cyclic transition state is proposed for this reaction step. Because this step is also reversible the presence of acid causes a racemisation process simply by mixing chiral aza BH adduct, phosphine and acid.
Асимметричный аза-БХ
Известно, что реакции Aza BH используются в асимметричном синтезе с применением хиральных лигандов. В одном исследовании впервые было успешно применено хиральное растворительное средство на основе ионной жидкости (IL). Этот растворитель является продуктом конденсации L-(−)-яблочной кислоты (доступной из хирального пула) и борной кислоты, катализируемой гидроксидом натрия. При замене натриевого противоиона на объемную аммониевую соль, получаемая ионная жидкость имеет температуру плавления −32°C. Эта IL служит хиральным растворителем для реакции Aza BH между N-(4-бромбензилиден)-4-толуолсульфонамидом и метилвинилкетоном, катализируемой трифенилфосфином, с химическим выходом 34–39% и энантиомерным избытком 71–84%.
Aza BH reactions are known in asymmetric synthesis by making use of chiral ligands. In one study, for the first time, successful use was made of a chiral solvent based on an ionic liquid (IL). This solvent is a condensation product of L (−) malic acid (available from the chiral pool), boric acid catalyzed by sodium hydroxide. When the sodium counter ion is replaced by a bulky ammonium salt the resulting ionic liquid has a melting point of −32°C. This IL serves as the chiral solvent for the aza BH reaction between N (4 bromobenzylidene) 4 toluenesulfonamide and methyl vinyl ketone catalyzed by triphenylphosphine with chemical yield 34–39% and enantiomeric excess 71–84%.