Энантиоселективные синтезы конгидринов
Общая характеристика конгидрина. Синтезы конгидринов, основанные на промежуточном образовании эпоксидов, исходные вещества и модификации методов синтеза. Синтезы конгидринов на основе рутениевых катализаторов и на основе хиральных дилитиевых лигандов.
| Рубрика | Химия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.11.2011 |
| Размер файла | 753,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Химический факультет БГУ
«Энантиоселективные синтезы конгидринов»
Работа выполнена
Студенткой 3 курса 1 группы
Химического факультета БГУ
Янушкевич Надеждой
Минск 2010
- Cодержание
1. Общая характеристика конгидрина
2. Синтезы конгидринов, основанные на промежуточном образовании эпоксидов
3. Синтезы конгидринов на основе рутениевых катализаторов
4. Синтезы на основе хиральных дилитиевых лигандов
Заключение
Литература
1. Общая характеристика конгидрина
Конгидрин - природный алкалоид, являющийся производным пиперидина; кристаллическое вещество (т. пл. 120--121°, т. кип. 225--226°; [б]D + 10°), которое считается токсичным. Он относится к группе кониина и содержится наряду с другими производными кониина (Табл. 1) в болиголове пятнистом (Conium maculatum). Соединения этого растения являются частыми причинами отравления домашнего скота и людей. При пероральном введении в дозах 50-150 мг они вызывают у человека восходящий паралич, тахикардию, остановку дыхания. В древней Греции экстракт этого растения использовали как сильное отравляющее средство, а также в качестве обезболивающего в меньших дозах для тяжелобольных. В народной медицине это растение применяется как успокаивающее, противосудорожное и болеутоляющее средство.
Таблица 1. Производные пиперидина, содержащиеся в Conium maculatum.
|
Пиперидин |
кониин 2-пропилпиперидин |
конгидрин 1-(пиперидинил-2) пропанол-1 |
|
|
коницеин 2-пропилазациклогексен-2 |
|||
|
псевдоконгидрин 6-пропилпиперидинол-3 |
У молекулы конгидрина есть два хиральных центра и соответственно четыре стереоизомера (Рис.1). Все эти изомеры являются биологически активными, однако имеют разное действие на организм, поэтому важной задачей является их разделение.
Рис. 1. Стереоизомеры б- и в-конгидринов.
Существует множество различных методик получения каждого из этих изомеров. Впервые (+)-б-конгидрин был получен в 1948 году двумя химиками, Малиновским и Малли. В течении последующих десятилетий было разработано множество энантиоселективных синтезов этого соединения и его изомеров. Однако эти способы были довольно трудоёмки и не отличались высоким выходом. В данной работе будут рассмотрены некоторые современные методики синтеза этих изомеров. В одном из них на промежуточной стадии образуется эпоксид с определенной конфигурацией ассиметрических атомов. Во втором методе ключевой стадией является гидрирование кетона на стереоселективных рутениевых катализаторах.
2. Синтезы конгидринов, основанные на промежуточном образовании эпоксидов
Синтез (+)-б-конгидрина, разработанный в Барселоне в 2008 году А. Пико, Д. Родригесом и А. Мойано, основан на получении интермедиата с такой же конфигурацией ассиметрических атомов, как у продукта реакции. Таким промежуточным соединением в данном случае является 2-(2'оксиранил)-пиперидин (Схема 1).
Схема 1. Ретросинтетический анализ.
Исходным веществом является аллиловый спирт 1 (Схема 2), который получают из 4-гексин-1-ола. Каталитическое ассиметрическое эпоксидирование спирта 1 проводится D-(-)-диизопропилтартратом (D-(-)-DIPT), являющимся хиральным лигандом. Далее c раскрытием цикла образуется анти-азидодиол 3. Затем азидная группа защищается карбоксибензилом (Cbz), что часто используется в органическом синтезе для защиты амино-групп от электрофилов. Последующее десилилирование дает спирт 6, а образование гетероцикла дает желаемый интермедиат 7, который действием литий диметилкупрата образует N- Cbz-б-(+) -конгидрин.
Модификация этого метода приводит к образованию в-(-)-конгидрина (Схема 3). Диол 4 селективно бензилируют, а образовавшийся бензоат 5' превращают в син-эпоксид 6', который затем циклизуют с образованием (2S, 2'R)-N-Cbz-2-(2'-оксиранил) пиперидина 7'. Дальше по схеме, приведенной выше (стадии 7-9) получается в-(-)-конгидрин.
Схема 2. Энантиоселективный синтез б-(+)-конгидрина.
Схема 3. Синтез (2S, 2'R)-N-Cbz-2-(2'-оксиранил) пиперидина.
3. Синтезы конгидринов на основе рутениевых катализаторов
Одним из эффективных методов, открытым в 2009 году в Китае, является метод, на одной из стадий которого происходит ассиметрическое гидрирование на рутениевом катализаторе. Схема ретросинтетического анализа этого синтеза рассмотрена на рисунке 2.
Рис. 2. Конгидрины и их ретросинтетический анализ.
Основной интермедиат гидрируется на хиральном рутениевом катализаторе(Рис. 3) до б-(+) и б-(-)-конгидрина. Далее в ходе нескольких несложных стадий б-конгидрин превращают в в-конгидрин и таким образом синтезируют все четыре изомера. Исходное вещество, пиперидин, в ходе реакций, приведенных в схеме 4, образует необходимый интермедиат (б-амино кетон, вещество 6), который действием подобранного катализатора дает продукт реакции с 97%-ным значением ее (энантиоселективынй избыток).
Схема 4. Энантиоселективный синтеза б-(-)-конгидрина.
При использовании на последней стадии в качестве катализатора получается (+)-б-конгидрин с приблизительно 95%-ным выходом на этой стадии. Таким образом с помощью пяти стадий были синтезированы (+)-б- и б-(-)-конгидрин с общим выходом приблизительно 56%.
Рис. 3. Структура рутениевых катализаторов и .
Далее полученные б-изомеры по схеме 5 можно превратить в в-изомеры. Исходный б-конгидрин реагирует с сульфурилхлоридом с образованием циклического сульфата 11. При действии ацетата натрия в диметилформамиде образуется эфир с уже обратной конфигурацией 12, который гидролизуется карбонатом калия и дает в-(+)-конгидрин. Выход на этих стадиях составляет 76%.
Схема 5. Превращение б-(-)-конгидрина в в-(+)-конгидрин.
Использование б-(+)-конгидрина дает по такой схеме в-(-)-конгидрин с таким же выходом.
4. Синтезы на основе хиральных дилитиевых лигандов
Данный способ был открыт в 2010 году в Арканзасе Т.К. Бенгом и Р.Е. Гоулеем. В ходе исследований было установлено, что два дилитиевых диастереоизомера (Рис. 4) при координировании с металлом хирального литийорганического соединения вызывают инверсию образующейся рацемической смеси в сторону образования одного из стереоизомеров.
Рис. 4. Дилитиевые лиганды а) и b).
Это свойство было применено для синтеза различных алкалоидов, в том числе и для конгидрина. Селективность процесса достигает более 99%-ов, а количество стадий существенно меньше всех известных синтезов.
конгидрин синтез
(1) s-BuLi (1.2 eq), Et2O, TMEDA (4.0 eq), -78°C, 3 h.
(2) a), 10 mol %,-45°C,3 h.
(3) EtCHO, -78°C, 2 h.
(4) CF3CO2H, CH2Cl2.
Схема 6. Синтез в-(+)-конгидрина.
Использование лиганда b) дает б-(+)-конгидрин.
Заключение
В настоящее время для получения энантиомеров конгидрина существует множество различных методик, существенно отличающихся друг от друга. В данной работе были приведены только относительно недавно открытые синтезы. Эти методы отличаются своей эффективностью и высокой стереоселективностью. Таким образом, проблема синтеза стереоизомеров конгидрина, изучается уже давно и имеет ряд успешных решений.
Литература
1. «Highly Enantioselective Synthesis of Chiral Cyclic Amino Alcohols and Conhydrine by Ruthenium-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation.» S. Liu, J.-Н. Xie, W. Li, W.-L. Kong, L.-X. Wang, and Q.-L. Zhou. State Key Laboratory and Institute of Elemento-organic Chemistry, Nankai UniVersity, Tianjin 300071, China, August 10, 2009.
2. «A highly stereocontrolled route to 2-(2'-oxiranyl)piperidines and pyrrolidines: enantioselective synthesis of (+)-a-conhydrine.» D. Rodrнguez, A. Picу, A. Moyano. Unitat de Recerca en Sнntesi Asimиtrica, Departament de Quнmica Orgаnica, Universitat de Barcelona, Facultat de Quнmica, C. Martн i Franquиs 1-11, 08028-Barcelona, Spain, July, 2008.
3. «Highly Enantioselective Catalytic Dynamic Resolution of N-Boc-2-lithiopiperidine: Synthesis of (R)-( )-N-Boc-Pipecolic Acid, (S)-( )-Coniine, (S)-( )-Pelletierine, ( )--Conhydrine, and (S)-( )-Ropivacaine and Formal Synthesis of ( )-Lasubine II and ( )-Cermizine C.» T. K. Beng and R. E. Gawley. Department of Chemistry and Biochemistry, Uni ersity of Arkansas, Fayette ille, Arkansas 72701, June 30, 2010.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Восстановление СО на гетерогенных металлосодержащих катализаторах приводит к образованию различных продуктов – СН4. Синтезы углеводородов по Фишеру-Тропшу и метанола. Реакции образования углеводородов из СО и Н2 являются экзотермическими процессами.
реферат [112,7 K], добавлен 28.01.2009Сущность и понятие синтеза трихлорметильензимидазола. Свойства бензимидазолов, характеристика и практическое применение. Методика проведения синтеза его подробное описание. Бензимидазол, его производные, их синтезы и свойства. Литературный обзор.
курсовая работа [195,1 K], добавлен 21.01.2009Промышленные способы получения карбоновых кислот. Синтезы на основе оксида углерода. Гидролиз нитрилов. Синтез Гриньяра. Гидролиз жиров. Образование галогенангидридов. Декарбоксилирование. Гидратация ацетилена и окисление получаемого ацетальдегида.
реферат [87,8 K], добавлен 21.02.2009Сущность процесса, особенности и стадии оксосинтеза, его катализаторы. Различные реакции с участием оксида углерода. Уравнение гидроформилирования. Механизм гидрокарбалкоксилирования ацетилена. Процессы карбонилирования метанола до уксусной кислоты.
реферат [73,4 K], добавлен 28.01.2009Строение и схема получения малонового эфира. Синтез ацетоуксусного эфира из уксусной кислоты, его использование для образования различных кетонов. Таутомерные формы и производные барбитуровой кислоты. Восстановление a,b-Непредельных альдегидов и кетонов.
лекция [270,8 K], добавлен 03.02.2009В органическом синтезе в реакциях гидрирования участвуют любые молекулы, имеющие ненасыщенные связи. Синтезы Фишера-Тропша. Обратная гидрированию реакция - процесс дегидрирования в промышленном органическом синтезе и в процессах нефтепереработки.
реферат [82,0 K], добавлен 28.01.2009Свойства и применение хлороформа. Антимикробное, дезорирующее действие. Меры предосторожности при работе с йодоформом. Синтезы йодоформа. Реакции нуклеофильного замещения галогеналканов. Реакции отщепления (элиминирование). Методы синтеза галогеналканов.
курсовая работа [668,3 K], добавлен 17.01.2009Характеристика некоторых химических соединений на основе хинолина. Особенности синтеза двух азокрасителей ряда 8-гидроксихинолина. Метод синтеза потенциального флюоресцентного индикатора, реагентов для модификации поверхности матрицы металлоиндикаторами.
курсовая работа [76,3 K], добавлен 03.04.2014Грань между органическими и неорганическими веществами. Синтезы веществ, ранее вырабатывавшихся только живыми организмами. Изучение химии органических веществ. Идеи атомистики. Сущность теории химического строения. Учение об электронном строении атомов.
реферат [836,2 K], добавлен 27.09.2008Основные положения физики и химии суперионных материалов и теории дефектов в ионных кристаллах. Синтезы под высоким давлением, твёрдые полимерные электролиты: структура, свойства и применение. Твёрдые оксидные электролиты, материалы ионики твердого тела.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 21.10.2010
