Разместить заказ
Вы будете перенаправлены на Автор24

Асимметрический катализ

8-800-775-03-30 support@author24.ru
Статья предоставлена специалистами сервиса Автор24
Автор24 - это сообщество учителей и преподавателей, к которым можно обратиться за помощью с выполнением учебных работ.
как работает сервис
Асимметрический катализ

Общие сведения

Повышение эффективности асимметрического синтеза достигается путем использования хиральных агентов в каталитических количествах. В качестве хиральных агентов в данном случае чаще всего используются хиральные комплексы переходных металлов. При этом широкий спектр возможных центральных атомов и органических лигандов дает практически неограниченные возможности в плане пространственного направления хода синтеза. Основными требованиями к органическим лигандам являются:

  • способность связываться с выбранным переходным металлом;
    • наличие необходимых элементов симметрии;
  • способность стерически или электронно дифференцировать области окружающего пространства;
  • наличие скелетной (каркасной) жесткости или наоборот, гибкости (в зависимости от конкретной реакции).

К настоящему времени наиболее эффективные синтезы данного типа основаны на реакции гидрирования связей $C=C,$ $C=O$ и $C=N$ с использованием комплексов родия и рутения.

Первый синтез с использованием асимметрического катализа

Одним из первых примеров асимметрического катализа является синтез эфира цис- и транс-2-фенилцилопропанкарбоновой кислоты с использованием комплекса двухвалентной меди типа основания Шиффа:



Рисунок 1.

Данная реакция была опубликована в 1996 г. Как видно, энантиомерный избыток составил всего 10 %, однако в дальнейшем был подобран катализатор, позволяющий получить уже 94%-ный энантиомерный избыток. Впоследствии эта реакция легла в основу промышленного синтеза диметилциклопропанкарбоновой кислоты, необходимой для производства фармацевтического препарата для ингибирования дегидропептидазы-1.

Синтезы с использованием комплексов родия и рутения

В качестве примера использования органических комплексов родия можно привести реакцию получения (-)-ментола:



Рисунок 2.

Металлорганические комплексы родия используются, в частности, для синтеза оптически активных спиртов:



Рисунок 3.



Рисунок 4.

Энантиомерный избыток получаемого оптически активного спирта напрямую зависит от типа заместителя R’(табл. 1).

Выход оптически активного спирта в зависимости от типа заместителя. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 5. Выход оптически активного спирта в зависимости от типа заместителя. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Варианты реализации синтеза

В присутствии хиральных комплексообразователей возможно также использование комплексов непереходных металлов. В качестве примера можно привести реакцию бензальдегида с диметил- или с диэтимцинком в толуоле в присутствии хирального комплексообразователя на основе бициклического борнана, приводящую к получению $(R)$-спиртов с 92%-ным энинтиомерным избытком:



Рисунок 6.

Каталитический цикл в данном случае описывается следующей схемой:



Рисунок 7.