Новости химической науки > Органический дайджест 59

В сегодняшнем выпуске дайджеста: поставлена точка в споре о полном синтезе хинина; катализируемый палладием синтез промазина из трехкомпонентной системы; катализ основаниями Льюиса в органическом синтезе; каталитическая энантиоселективная реакция Реформатского с альдегидами и циклопропаны в качестве трехуглеродного фрагмента в [4+3] циклоприсоединении.

Воспроизведя синтетический протокол 90-летней давности, Роберт Вильямс (Robert M. Williams) и Аарон Смит (Aaron C. Smith) написали новую (и, возможно, последнюю) главу эпической саги о первом полном синтезе хинина [1].

История началась в 1944, когда Роберт Вудворд (Robert Burns Woodward) и Вильям фон Эггерс Деринг (William von Eggers Doering) опубликовали сообщение «The Total Synthesis of Quinine» [2]. Их достижение было одобрительно воспринято как химиками, так и широкой общественностью, так как в то время воюющие страны антигитлеровской коалиции были отрезаны от природных источников противомалярийного средства в Индонезии.

Трехстадийный синтез хинина из хинотоксина, предложенный в 1918 году Паулем Рабе и Карлом Киндлером. (Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.200705421)

Хотя сообщение [2] и позиционировалось, как полный синтез, в настоящее время его можно рассматривать только как формальный полный синтез – Вудворд и Деринг «приняли эстафету» от другой группы, синтезировав соединение, способ превращения которого в хинин уже был известен ранее.

В 1944 году Вудворд и Деринг осуществили полный синтез хинотоксина. Последующие три стадии превращения хинотоксина в хинин еще в 1918 году были описаны немецкими учеными Паулем Рабе (Paul Rabe) и Карлом Киндлером (Karl Kindler) [3]. Не перепроверяя работу Рабе и Киндлера, Вудворд и Деринг просто сослались на сообщение 1918 года, что, по сути, является часто встречающейся практикой в синтезе природных соединений.

Однако, в последующие годы некоторые химики, наиболее значимый из которых Гилберт Сторк (Gilbert Stork) (в настоящее время почетный профессор Университета Колумбии), начали высказывать сомнение о результатах работы Рабе и Киндлера и, соответственно, Вудворда и Деринга.

В поисках окончательного ответа на вопрос о приоритетности профессор Вильямс и его постдок Смит из Университета Колорадо решили воспроизвести синтез Рабе и Киндлера и обнаружили, что синтетический протокол 1918 года вполне работоспособен.

Основная проблема возникает на последнем этапе синтеза хинина – восстановлении хининона алюминиевой пудрой. Исследователи из Колорадо обнаружили, что свежий неокисленный алюминий приводит к образованию хинона лишь в следовых количествах. Алюминий, побывавший на воздухе – наиболее вероятно, что именно такой алюминий использовался немецкими синтетиками в 1918 году – дает существенно большие выходы целевого продукта. Возможно, что увеличение выхода связано с влиянием примесей Al(III) на ход восстановления.

Группа Мортена Йоргенсена (Morten Jørgensen) из Университета Южной Дании сообщает о катализируемом палладием синтезе промазина из трехкомпонентной системы. В ходе реакции в режиме one pot одновременно образуется одна связь C–S и две связи C–N [4].

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200705209

Использование катализатора Pd/dppf приводит к образованию трициклической фенотиазиновой структуры исходя из 1-бром-2-йодбензолов, алифатического или ароматического амина и 2-бромтиофенола (на схеме: dppf=1,1-бис(дифенилфосфанил)ферроцен; dba=дибензилидинацетон).

Реакция включает в себя образование тиоэфироной группы с последующим меж- и внутримолекулярным ариламинированием. Авторы сообщают о хороших выходах и хорошей селективности процесса.

Скотт Денмарк (Scott E. Denmark) и Грегори Бойтнер (Gregory L. Beutner) из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн обобщили информацию о катализе процессов органического синтеза основаниями Льюиса [5].

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200604943

Для понимания химической структуру органических соединений и их разнообразия их реакционной способности авторы основываются на концепции кислот и оснований Льюиса (Gilbert Newton Lewis).

В обзоре приведен систематический анализ влияния доноров неподеленных электронных пар (оснований Льюиса) на протекание химических реакций за счет усиления электрофильных или/ нуклеофильных свойств реагентов.

Исследовательская группа Бена Феринга (Ben L. Feringa) из Университета Гронингена через 120 лет после открытия реакции Реформатского сообщают о первом эффективном энантиоселективном каталитическом варианте этой реакции, хиральным катализатором является производное бинола binol (на схеме: TMS=триметилсилил). [6]

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 1317, DOI: 10.1002/anie.200704841

В реакции участвует этилйодацетат и диметилцинк. Обнаружено, что следовые количества воздуха является ключевым фактором для высокой конверсии продуктов и селективности реакции.

Ольга Иванова (Olga A. Ivanova), Екатерина Будынина (Ekaterina M. Budynina), Юрий Гришин (Yuri K. Grishin), Игорь Трушков (Igor V. Trushkov) и Павел Вертелецкий (Pavel V. Verteletskii) из МГУ сообщают об использовании циклопропанов в реакции [4+3] циклоприсоединения с1,3-дифенилизобензофуранам [7].

Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 1107, DOI: 10.1002/anie.200704438

Обнаружено, что 2-арил-1,1-бис(алкоксикарбонил)циклопропаны вступают в реакцию циклоприсоединения, давая отличные выходы продуктов присутствии Yb(OTf)₃. В мягких условиях главным продуктом реакции является менее стабильный экзо-изомер. При более высоких температурах за счет разложения нестабильного экзо-продукта и реверсии цикла образуется исключительно эндо-изомер.

Источники: [1] Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200705421; [2] J. Am. Chem. Soc. 1944, 66, 849; [3] Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1918, 51, 466; [4] Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200705209; [5] Angew. Chem. Int. Ed., 2008, DOI: 10.1002/anie.200604943; [6] Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 1317, DOI: 10.1002/anie.200704841; [7] Angew. Chem. Int. Ed., 2008, 1107, DOI: 10.1002/anie.200704438

метки статьи: #органическая химия, #органический синтез, #элементоорганическая химия