Henry reaksiyasi: Versiyalar orasidagi farq

Vikipediya, ochiq ensiklopediya
Keyingi tahrir →
Kontent oʻchirildi Kontent qoʻshildi
VizualVikimatn
„Henry reaction“ sahifasi tarjima qilib yaratildi
(Farq yoʻq)

8-Iyun 2022, 02:47 dagi koʻrinishi

 

Genri reaktsiyasi - bu organik kimyoda uglerod-uglerod bog'lanishining klassik reaktsiyasi. 1895 yilda belgiyalik kimyogari Lui Genri (1834-1913) tomonidan kashf etilgan bo'lib, u nitroalkan va aldegid yoki ketonning asos ishtirokida birikmasi bo'lib, b-nitro spirtlarini hosil qiladi. [1] [2] [3] Ushbu turdagi reaktsiya nitroaldol reaktsiyasi (nitroalkan, aldegid va spirt) deb ham ataladi. Bu deyarli 23 yil oldin kashf etilgan aldol reaktsiyasiga o'xshaydi, bu ikki karbonil birikmasini birlashtirib, "aldollar" (aldegid va spirt) deb nomlanuvchi b-gidroksi karbonil birikmalarini hosil qiladi. [2] [4] Genri reaktsiyasi organik kimyo sohasidagi foydali texnika bo'lib, u tegishli mahsulotlarning sintetik foydaliligi tufayli boshqa foydali sintetik oraliq mahsulotlarga osongina aylantirilishi mumkin. Ushbu konversiyalar nitroalkenlarni olish uchun keyingi suvsizlanishni, a-nitro ketonlarni olish uchun ikkilamchi spirtning oksidlanishini yoki b-amino spirtlarini olish uchun nitro guruhini kamaytirishni o'z ichiga oladi.

Genri reaktsiyasining sintetik sxemasi
Genri reaktsiyasining sintetik sxemasi

Ushbu foydalanishning ko'pchiligi turli farmatsevtika preparatlari sintezida, jumladan -bloker ( <i id="mwHg">S</i> )-propranolol, [5] [6] OIV proteaza inhibitori Amprenavir (Vertex 478) va antratsiklin sinfining uglevod bo'linmasini qurishda misol qilib keltirilgan. antibiotiklar, L-Acosamine . [6] L-Acosamine sintezining sintetik sxemasini ushbu maqolaning Misollar bo'limida topish mumkin.

Mexanizm

Genri reaktsiyasi nitroalkanning -uglerod holatida nitronat hosil bo'lishida deprotonatsiyasi bilan boshlanadi. Aksariyat nitroalkanlarning pKa qiymati taxminan 17 ni tashkil qiladi [7] [8] Garchi bu struktura deprotonlangan uglerodda ham, nitroguruhning oksi-anionlarida ham nukleofil boʻlsa ham, [9] kuzatilgan natija karbonil birikmasiga uglerodning hujum qilishidir. Olingan -nitroalkoksid dastlab nitroalkil tuzilishini deprotonatsiya qilgan asosning konjugat kislotasi bilan protonlanadi va mahsulot sifatida tegishli -nitro spirtini beradi.

Genri reaktsiya mexanizmi
Genri reaktsiya mexanizmi

Shuni ta'kidlash kerakki, Genri reaktsiyasining barcha bosqichlari teskari. Bu mahsulot hosil bo'lish reaktsiyasida qat'iy qadam yo'qligi bilan bog'liq. Aynan shu sababli, tadqiqot yakuniy reaktsiyani qo'zg'atish uchun modifikatsiyalarga qaratilgan. [2] [3] Bu haqda batafsil ma'lumotni ushbu maqolaning o'zgartirish bo'limida topishingiz mumkin.

Stereokimyoviy kurs

Quyidagi rasmda Genri reaktsiyasiga hech qanday o'zgartirish kiritmasdan stereoseleksiya uchun umumiy qabul qilingan modellardan biri tasvirlangan. Ushbu modelda stereoselektivlik modeldagi R guruhlari hajmi (masalan, uglerod zanjiri), shuningdek, nitro guruhi va karbonil kislorodni bir-biriga qarshi (qarama-qarshi tomonlarda) yo'naltirish orqali dipolni minimallashtiradigan o'tish holati bilan boshqariladi. molekulasi). R guruhlari Genri reaktsiyasining o'tish holatida rol o'ynaydi: substratlarning har birida R guruhlari qanchalik katta bo'lsa, ular bir-biridan uzoqroq yo'naltirishga moyil bo'ladi (odatda sterik effektlar deb ataladi). [3] [10]

O'zgartirishlarsiz Genri stereoselektsiyasi
O'zgartirishlarsiz Genri stereoselektsiyasi

Reaksiyaning qaytarilishi va nitro-almashtirilgan uglerod atomining oson epimerizatsiyasi tendentsiyasi (bir qator omillar orasida) tufayli Genri reaktsiyasi odatda enantiomerlar yoki diastereomerlar aralashmasini hosil qiladi. Aynan shuning uchun stereoselektivlik uchun tushuntirishlar reaktsiyaning ba'zi o'zgarishlarisiz kamligicha qolmoqda. [3] So'nggi yillarda tadqiqot e'tibori ushbu sintetik muammoni engish uchun Genri reaktsiyasini o'zgartirishga qaratildi.

Genri reaktsiyasining sintetik sxemasi
Genri reaktsiyasining sintetik sxemasi

Enantioselektiv nitroaldol reaktsiyasining birinchi misoli 1992 yilda Shibasaki katalizatorlari yordamida xabar qilingan. [11] Genri reaktsiyasida enantio- yoki diasteroselektivlikni qo'zg'atishning eng ko'p qo'llaniladigan usullaridan biri bu nitro guruhi va karbonil kislorodni chiral organik molekula bilan bog'langan metallga muvofiqlashtiradigan chiral metal katalizatorlaridan foydalanishdir. Ishlatilgan ba'zi metallarga rux, kobalt, mis, magniy va xrom kiradi. [12] Ushbu muvofiqlashtirishning tasviri yuqorida tasvirlangan.

Genri reaktsiyasining sintetik jihatdan jozibador qiladigan ko'plab xususiyatlaridan biri shundaki, u reaktsiyani boshlash uchun faqat katalitik miqdordagi asosdan foydalanadi. Bundan tashqari, ishqoriy metallar gidroksidlari, alkoksidlar, karbonatlar va ftorid anion manbalari kabi ion asoslari kabi turli asoslardan foydalanish mumkin. TBAF) yoki noionik organik amin asoslari, shu jumladan TMG, DBU, DBN va PAP. Shuni ta'kidlash kerakki, ishlatiladigan asos va erituvchi reaktsiyaning umumiy natijasiga katta ta'sir ko'rsatmaydi. [2]

Cheklovlar

Genri reaktsiyasining asosiy kamchiliklaridan biri bu yon reaktsiyalarning potentsialidir. Reaksiyaning davom etishiga to'sqinlik qiladigan reaktsiyaning (yoki "retro-Genri") o'ziga xos qaytaruvchanligidan tashqari, b-nitro spirti ham suvsizlanishga olib kelishi mumkin. Sterilizatsiyalangan substratlar uchun asos katalizlangan o'z-o'zidan kondensatsiya ( Kanizzaro reaktsiyasi ) sodir bo'lishi ham mumkin. Kannizzaro reaksiyasining umumiy sxemasi quyida tasvirlangan. [2]

Kannizzaro reaktsiya sxemasi
Kannizzaro reaktsiya sxemasi

O'zgartirishlar

Genrix reaktsiyasiga bir qator o'zgartirishlar kiritildi. Ulardan eng muhimlari kimyoviy va regioselektivlikni yaxshilash uchun yuqori bosimli va ba'zan erituvchisiz sharoitlarni qo'llashni o'z ichiga oladi [2] va enantio yoki diasteroselektivlikni qo'zg'atish uchun chiral metall katalizatorlari. [12] Aza-Genri reaktsiyasi nitroaminlarni ishlab chiqarish uchun ham qo'llaniladi va vicinal diaminlar sintezi uchun ishonchli sintetik yo'l bo'lishi mumkin. [13]

Ehtimol, Genri reaktsiyasining eng sintetik foydali modifikatsiyalaridan biri organokatalizatordan foydalanishdir. [2] [12] [14] Katalitik sikl quyida ko'rsatilgan.

Genri reaktsiyasining sintetik sxemasi
Genri reaktsiyasining sintetik sxemasi

Ro'yxat, bu keng tushuntirish bo'lsa-da, uning qisqacha sharhi shuni ko'rsatadiki, bu organokatalizator ishtirokidagi deyarli barcha reaktsiyalar uchun ishonchli mexanik tushuntirishdir. Ushbu turdagi reaktsiyaning namunasi ushbu maqolaning Misollar bo'limida tasvirlangan.

Yuqorida aytib o'tilgan Genri reaktsiyasiga qo'shimcha ravishda boshqa ko'plab o'zgarishlar mavjud. Bunga reaktiv bo'lmagan alkil nitro birikmalarini karbonil substratlar bilan tezroq reaksiyaga kirishadigan mos dianionlarga aylantirish, asos sifatida PAP yordamida reaktsiyalarni tezlashtirish, aldegidlarning a,a-ikki marta protonlangan nitroalkanlar bilan reaktivligidan nitronat alkoksidlarini berish uchun foydalanish kiradi. asosan sin-nitro spirtlari bir marta protonlanadi va nihoyat, nitroguruhdagi bir oksigenatom silil bilan himoyalangan nitronat anionlari hosil bo'lib, aldegid bilan reaksiyaga kirishganda ftorid anion manbai ishtirokida anti-b-nitro spirtlarini beradi. [2] [3]

Misollar

Sanoatda qo'llanilishi - 1999 yilda Menzel va uning hamkasblari antratsiklin antibiotiklar sinfining uglevod bo'linmasi bo'lgan L - akozaminni olishning sintetik yo'lini ishlab chiqdilar: [6] [15]

Akosamin sxemasi
Akosamin sxemasi

Sanoatda qo'llanilishi - Enantioselektiv aldol qo'shilishi mahsulotini assimetrik sintezda benzaldegidning nitrometan va Lyuis kislotasi sifatida rux triflat, diizopropiletilamin (DIPEA) va <i id="mwlQ">N</i> -metilefedrin (NME) kabi katalizator tizimi bilan reaksiyaga kirishishi orqali olish mumkin. xiral ligand . [16]

Ushbu reaktsiyaning diastereoselektiv o'zgarishi quyida tasvirlangan. [17]

Genri reaktsiyasini qo'llash
Genri reaktsiyasini qo'llash

Jami sintez - 2005 yilda Barua va uning hamkasblari kuchli aminopeptidaza inhibitori (-)-bestatinning umumiy sintezini yakunladilar, buning natijasida umumiy rentabellik 26% ni tashkil etdi va asosiy qadam sifatida Shibasaki assimetrik Genri reaktsiyasini qo'lladi. (quyida tasvirlangan) [6] [18]

Bestatin
Bestatin

Organokataliz - 2006 yilda Xiemstra va uning hamkasblari aromatik aldegidlar va nitrometan o'rtasidagi reaktsiya uchun assimetrik katalizatorlar sifatida xinin hosilalaridan foydalanishni o'rganishdi. Muayyan lotinlardan foydalanish orqali ular to'g'ri katalizatordan foydalanish orqali to'g'ridan-to'g'ri enantioseleksiyani keltirib chiqarishga muvaffaq bo'lishdi. [19]

Chinchura
Chinchura

Biokataliz - 2006 yilda Purkarthofer va boshqalar. Hevea brasiliensis dan ( <i id="mwtA">S</i> )-gidroksinitril liazasi ( S )-b-nitro spirtlarining hosil bo'lishini katalizlashini aniqladi. [20] 2011-yilda Fuxshuku va Asano Arabidopsis thalianadan olingan ( R )-selektiv gidroksinitril liazasi nitrometan va aromatik aldegidlardan ( R )-b-nitro spirtlarining sintezini katalizlashi mumkinligini ko‘rsatdi. [21]

Manbalar

  1. ↑ Henry, Louis (1895). "Formation synthétique d'alcools nitrés [Synthetic formation of nitrated alcohols]". Comptes rendus 120: 1265–1268. http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3076c/f1265.item.r=.zoom. 
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 Kurti, L.. Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis. Burlington, MA: Elsevier Academic Press, 2005 — 202–203 bet. ISBN 978-0-12-369483-6. 
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Noboro, Ono. The Nitro Group in Organic Synthesis. New York, NY: Wiley-VCH, 2001 — 30–69 bet. ISBN 978-0-471-31611-4. 
  4. ↑ Wurtz, M.A. (1872). "Sur un aldéhyde-alcool". Bull. Soc. Chim. Fr. 17: 436–442. http://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k281966q.image.r=Bulletin+de+la+Soci%EF%BF%BDt%EF%BF%BD+chimique+de+France.f447.langFR. 
  5. ↑ Sasai, H., Suzuki, T., Itoh, N., Arai, S., Shibasaki, M. (1993). "Catalytic Asymmetric Nitroaldol Reaction: an efficient synthesis of (s) propranolol using the lanthenum binaphthol complex". Tetrahedron Letters 34 (52): 855–858. doi:10.1016/0040-4039(93)89031-K. 
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 Luzzio, F.A. (2001). "The Henry Reaction: recent examples". Tetrahedron 57 (22): 915–945. doi:10.1002/chin.200122233. 
  7. ↑ Reich. „Bordwell pKa table: "Nitroalkanes"“. University of Wisconsin Chemistry Department. Qaraldi: 2016-yil 17-yanvar.
  8. ↑ Matthews, Walter (1975). "Equilibrium acidities of carbon acids. VI. Establishment of an absolute scale of acidities in dimethyl sulfoxide solution". Journal of the American Chemical Society 97 (24): 7006. doi:10.1021/ja00857a010. 
  9. ↑ Bersohn, Malcolm (1961). "C versus O Alkylation in the Case of a Stable Cation". J. Am. Chem. Soc. 83 (9): 2136–2138. doi:10.1021/ja01470a022. 
  10. ↑ Begona, L., Arrieta, A., Morao, I., Cossio, F.P. (1997). "Ab Initio Models for the Nitroaldol (Henry) Reaction". Chem. Eur. J. 3 (1): 20–28. doi:10.1002/chem.19970030105. 
  11. ↑ Sasai, Hiroaki; Suzuki, Takeyuki; Arai, Shigeru; Arai, Takayoshi; Shibasaki, Masakatsu (1 May 1992). "Basic character of rare earth metal alkoxides. Utilization in catalytic carbon-carbon bond-forming reactions and catalytic asymmetric nitroaldol reactions". Journal of the American Chemical Society 114 (11): 4418–4420. doi:10.1021/ja00037a068. 
  12. ↑ 12,0 12,1 12,2 List et al. described this process as the organocatalyst functioning as Lewis acid or base or Brønsted acid or base.
  13. ↑ Westermann, B. (2003). "Asymmetric catalytic aza-Henry reactions leading to 1,2-diamines and 1,2-diaminocarboxylic acids". Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 42 (2): 151–153. doi:10.1002/anie.200390071. PMID 12532343. 
  14. ↑ Seayad, J., List, B. (2005). "Asymmetric organocatalysis". Org. Biomol. Chem. 3 (5): 719–724. doi:10.1039/b415217b. PMID 15731852. 
  15. ↑ Menzel, A., Ohrlein, R., Griesser, H., Wehner, V., Jager, V. (1999). "A Short Synthesis of L-Acosamine Based on Nitroaldol Addition (Henry Reaction). Analysis of the Key Step Concerning Solvent and Temperature Effects". Synthesis 9 (45): 1691–1702. doi:10.1002/chin.199945325. 
  16. ↑ Palomo, Claudio; Oiarbide, Mikel; Laso, Antonio (2005). "Enantioselective Henry Reactions under Dual Lewis Acid/Amine Catalysis Using Chiral Amino Alcohol Ligands". Angewandte Chemie 44 (25): 3881–3884. doi:10.1002/anie.200463075. PMID 15892142. 
  17. ↑ Alcaide, Benito; Almendros, Pedro; Luna, Amparo; Paz de Arriba, M.; Rosario Torresc, M. (2007). "Organocatalyzed diastereoselective Henry reaction of enantiopure 4-oxoazetidine-2-carbaldehydes". Arkivoc 2007 (iv): 285–296. doi:10.3998/ark.5550190.0008.425. http://www.arkat-usa.org/ARKIVOC/JOURNAL_CONTENT/manuscripts/2007/JB-2021JP%20as%20published%20mainmanuscript.pdf. 
  18. ↑ Gogoi, N., Boruwa, J., Barua, N.C. (2005). "A total synthesis of (–)-bestatin using Shibasaki's asymmetric Henry reaction". Tetrahedron Letters 46 (44): 7581–7582. doi:10.1016/j.tetlet.2005.08.153. 
  19. ↑ Marcelli, T., van der Haas, R., van Maarseveen, J.H., Hiemstra, H. (2006). "Asymmetric Organocatalytic Henry Reaction". Angew. Chem. Int. Ed. 45 (6): 929–931. doi:10.1002/anie.200503724. PMID 16429453. 
  20. ↑ Purkarthofer, T., Gruber, K., Gruber-Khadjawi, M., Waich, K., Skranc, W., Mink, D. and Griengl, H. (2006). "A Biocatalytic Henry Reaction—The Hydroxynitrile Lyase from Hevea brasiliensis Also Catalyzes Nitroaldol Reactions.". Angewandte Chemie 45 (21): 3454–3456. doi:10.1002/anie.200504230. PMID 16634109. 
  21. ↑ "Synthesis of (R)-β-nitro alcohols catalyzed by R-selective hydroxynitrile lyase from Arabidopsis thaliana in the aqueous-organic biphasic system.". J. Biotechnol. 153 (3–4): 153–159. 2011. doi:10.1016/j.jbiotec.2011.03.011. PMID 21439333.  
"https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=Henry_reaksiyasi&oldid=2613555" dan olindi