| Hidrogenación asimétrica de Noyori | |
|---|---|
| Lleva el nombre de | Ryoji Noyori |
| Tipo de reacción | Reacción redox orgánica |
En química , la hidrogenación asimétrica de Noyori se refiere a la metodología para la reducción enantioselectiva de cetonas y grupos funcionales relacionados. Esta metodología fue introducida por Ryoji Noyori , [1] quien compartió el Premio Nobel de Química en 2001 por sus contribuciones a la hidrogenación asimétrica . Estas hidrogenaciones se utilizan en la producción de varios fármacos, como la levofloxina antibacteriana, el antibiótico carbapenem y el agente antipsicótico BMS181100. [2] [3]
Historia [ editar ]
La reducción asimétrica estequiométrica de cetonas se conoce desde hace mucho tiempo, por ejemplo, utilizando hidruros de boro. [4]
La hidrogenación catalítica asimétrica de cetonas se demostró con catalizadores basados en haluros y carboxilatos de BINAP -Ru. [5] [6]
Aunque el catalizador de dihaluro de BINAP-Ru podría reducir las cetonas funcionalizadas, la hidrogenación de cetonas simples permaneció sin resolver. Este reto se resolvió con precatalizadores del tipo RuCl 2 ( difosfano ) (diamina). [7] Estos catalizadores reducen preferentemente cetonas y aldehídos, sin afectar a las olefinas y muchos otros sustituyentes.
Mecanismo [ editar ]
El precatalizador dihaluro BINAP-Ru-diamina se convierte en los catalizadores por reacción de H 2 en presencia de una base: [3]
- RuCl 2 (BINAP) (diamina) + 2 KOBu-t + 2 H 2 → RuH 2 (BINAP) (diamina) + 2 KCl + 2 HOBu-t
Los catalizadores resultantes tienen tres tipos de ligandos:
- hidruros, que se transfieren al sustrato insaturado
- diaminas, que interactúan con el sustrato y con el activador de base por la segunda esfera de coordinación
- difosfina, que confiere asimetría.
Los catalizadores de la clase Noyori a menudo se denominan catalizadores bifuncionales para enfatizar el hecho de que tanto el metal como el ligando (amina) son funcionales. [8] El mecanismo se asumió largo para operar por un seis pericíclica miembros estado de transición / intermedio por el cual el hidrido de rutenio hidruro centro ( H Ru-N H ) interactúa con el sustrato de carbonilo R 2 C = O . [9] DFT y estudios experimentales han demostrado que este modelo es en gran parte incorrecto. En cambio, la cadena principal de amina interactúa fuertemente con el activador de base, que a menudo se usa en gran exceso. [3]
Alcance del sustrato [ editar ]
El catalizador BINAP / diamina-Ru es eficaz para la reducción asimétrica de cetonas funcionalizadas y simples, [10] y el catalizador BINAP / diamina-Ru puede catalizar cetonas aromáticas , heteroaromáticas y olefínicas enantioselectivamente. [7] Se logra una mejor estereoselectividad cuando un sustituyente es más grande que el otro (ver ángulo Flippin-Lodge ).
Aplicaciones industriales [ editar ]
Los catalizadores de hidrogenación inspirados en Noyori se han aplicado a la síntesis comercial de varios productos químicos finos. (R) -1,2-propandiol, precursor del antibacteriano levofloxacino , se puede sintetizar eficazmente a partir de hidroxiacetona mediante hidrogenación asimétrica de Noyori: [2]
Las rutas más nuevas se centran en la hidrogenación de (R) - lactato de metilo . [3]
También se prepara un antibiótico carbapenem usando hidrogenación asimétrica de Noyori a través de (2S, 3R) -metil 2- (benzamidometil) -3-hidroxibutanoato, que se sintetiza a partir de 2- (benzamidometil) -3-oxobutanoato de metilo racémico mediante resolución cinética dinámica .
Se sintetiza un agente antipsicótico BMS 181100 usando catalizador BINAP / diamina-Ru.
Ver también [ editar ]
- Reducción de borano alpino de Midland
- Reducción de Corey-Itsuno
- Catalizador MACHO
Referencias [ editar ]
- ^ Noyori, R .; Ohkuma, T .; Kitamura, M .; Takaya, H .; Sayo, N .; Kumobayashi, H .; Akutagawa, S. (1987), "Hidrogenación asimétrica de ésteres β-cetocarboxílicos. Un acceso práctico, puramente químico a los ésteres β-hidroxi en alta pureza enantiomérica", Journal of the American Chemical Society , 109 (19): 5856 –5858, doi : 10.1021 / ja00253a051
- ^ a b Noyori, R. (2002), "Catálisis asimétrica: ciencia y oportunidades (Conferencia Nobel)", Angewandte Chemie International Edition , 41 (12): 2008-22, doi : 10.1002 / 1521-3773 (20020617) 41: 12 <2008 :: aid-anie2008> 3.0.co; 2-4 , PMID 19746595
- ^ a b c d e Dub, Pavel A .; Gordon, John C. (2018). "El papel de la funcionalidad N – H unida a metal en catalizadores moleculares de tipo Noyori". Nature Reviews Chemistry . 2 (12): 396–408. doi : 10.1038 / s41570-018-0049-z . S2CID 106394152 .
- ^ Ramachandran, PV; Brown, HC (1996), "Recent Advances in Asymmetric Reductions with B-Chlorodiisopinocampheylborane", Journal of the American Chemical Society , ACS Symposium Series, 641 : 84-97, doi : 10.1021 / bk-1996-0641.ch005 , ISBN 0-8412-3381-0
- ^ Mashima, K .; Kusano, K.-h .; Se sentó en.; Matsumura, Y.-i .; Nozaki, K .; Kumobayashi, H .; Sayo, N .; Hori, Y .; Ishizaki, T. (1994), " Complejos catiónicos de haluro BINAP- Ru (II): catalizadores altamente eficientes para la hidrogenación asimétrica estereoselectiva de cetonas funcionalizadas α y β", The Journal of Organic Chemistry , 59 (11): 3064-3076 , doi : 10.1021 / jo00090a026
- ↑ Kitamura, M .; Ohkuma, T .; Inoue, S .; Sayo, N .; Kumobayashi, H .; Akutagawa, S .; Ohta, T .; Takaya, H .; Noyori, R. (1988), "Hidrogenación asimétrica homogénea de cetonas funcionalizadas", Journal of the American Chemical Society , 110 (2): 629–631, doi : 10.1021 / ja00210a070
- ↑ a b Noyori, R .; Ohkuma, T. (2001), "Catálisis asimétrica por ingeniería arquitectónica y molecular funcional: quimio y estereoselectivo práctico de hidrogenación de cetonas", Angewandte Chemie International Edition , 40 (1): 40-73, doi : 10.1002 / 1521-3773 ( 20010105) 40: 1 <40 :: aid-anie40> 3.0.co; 2-5 , PMID 11169691
- ^ Noyori, Ryōji; Masashi Yamakawa; Shohei Hashiguchi (1 de noviembre de 2001). "Catálisis bifuncional de ligando metálico: un mecanismo no clásico para la transferencia asimétrica de hidrógeno entre alcoholes y compuestos de carbonilo". La Revista de Química Orgánica . 66 (24): 7931–7944. doi : 10.1021 / jo010721w . PMID 11722188 .
- ^ Ohkuma, T .; Ooka, H .; Ikariya, T .; Noyori, R. (1995), "Hidrogenación preferencial de aldehídos y cetonas", Revista de la Sociedad Química Estadounidense , 117 (41): 10417-10418, doi : 10.1021 / ja00146a041
- ^ Ohkuma, T .; Ooka, H .; Yamakawa, M .; Ikariya, T .; Noyori, R. (1996), "Hidrogenación estereoselectiva de cetonas simples catalizadas por complejos de rutenio (II)", The Journal of Organic Chemistry , 61 (15): 4872–4873, doi : 10.1021 / jo960997h
