Noyori asymmetrisk hydrogenering - Noyori asymmetric hydrogenation
Noyori asymmetrisk hydrogenering | |
---|---|
Oppkalt etter | Ryoji Noyori |
Reaksjonstype | Organisk redoksreaksjon |
I kjemi , det Noyori asymmetriske hydrogenering henviser til metoden for enantioselektiv reduksjon av ketoner og beslektede funksjonelle grupper. Denne metoden ble introdusert av Ryoji Noyori , som delte Nobelprisen i kjemi i 2001 for bidrag til asymmetrisk hydrogenering . Disse hydrogeneringene brukes i produksjonen av flere medikamenter, slik som det antibakterielle levofloxin, det antibiotiske karbapenemet og det antipsykotiske middelet BMS181100.
Historie
Den støkiometriske asymmetriske reduksjonen av ketoner har lenge vært kjent, f.eks. Ved bruk av borhydrider.
Den katalytisk asymmetrisk hydrogenering av ketoner ble demonstrert med katalysatorer basert på BINAP -Ru halogenider og karboksylater.
Selv om BINAP-Ru-dihalidkatalysatoren kunne redusere funksjonaliserte ketoner, forble hydrogeneringen av enkle ketoner en uløst. Denne utfordringen ble løst med forkatalysatorer av den type som RuCl 2 ( diphosphane ) (diamin). Disse katalysatorene reduserer fortrinnsvis ketoner og aldehyder, og etterlater olefiner og mange andre substituenter upåvirket.
Mekanisme
Den BINAP-Ru-diamin dihalogenid prekatalysatoren omdannes til de katalysatorer ved omsetning av H- 2 i nærvær av en base:
- RuCl 2 (BINAP) (diamin) + 2 Kobu-t + 2 H 2 → RuH 2 (BINAP) (diamin) + 2 KCl + 2 HOBu-t
De resulterende katalysatorene har tre typer ligander:
- hydrider, som overføres til det umettede underlaget
- diaminer, som samhandler med substrat og med basisaktivator ved den andre koordinasjonssfæren
- difosfin, som gir asymmetri.
Noyori-klassen av katalysatorer blir ofte referert til som bifunksjonelle katalysatorer for å understreke det faktum at både metallet og (amin) liganden er funksjonelle. Mekanismen har lenge antatt å operere med en seksleddet pericyclic overgangstilstand / mellomliggende hvorved hydrido ruthenium hydrid senter ( H Ru-N H ) samvirker med den karbonyl substratet R 2 C = O . DFT og eksperimentelle studier har vist at denne modellen stort sett er feil. I stedet samvirker amin-ryggraden sterkt med basisaktivatoren, som ofte brukes i stort overskudd.
Underlagets omfang
BINAP / diamine-Ru-katalysatoren er effektiv for asymmetrisk reduksjon av både funksjonaliserte og enkle ketoner, og BINAP / diamine-Ru-katalysator kan katalysere aromatiske , heteroaromatiske og olefiniske ketoner enantioselektivt. Bedre stereoselektivitet oppnås når den ene substituenten er større enn den andre (se Flippin-Lodge-vinkelen ).
Industrielle applikasjoner
Noyori-inspirerte hydrogeneringskatalysatorer har blitt brukt til kommersiell syntese av antall fine kjemikalier. (R) -1,2-Propandiol, forløper til den antibakterielle levofloxacin , kan effektivt syntetiseres fra hydroksyaceton ved bruk av Noyori asymmetrisk hydrogenering:
Nyere ruter fokuserer på hydrogenering av (R) - metyllaktat .
Et antibiotisk karbapenem fremstilles også ved bruk av Noyori asymmetrisk hydrogenering via (2S, 3R) -metyl 2- (benzamidometyl) -3-hydroksybutanoat, som syntetiseres fra racemisk metyl 2- (benzamidometyl) -3-oksobutanoat ved dynamisk kinetisk oppløsning .
Et antipsykotisk middel BMS 181100 syntetiseres ved bruk av BINAP / diamine-Ru-katalysator.