Un ligando de Josiphos es un tipo de difosfina quiral que ha sido modificada para que sea específica de sustrato ; Se utilizan ampliamente para la síntesis enantioselectiva . [2] Se utilizan ampliamente en catálisis asimétrica. [3]
A principios de la década de 1990, Antonio Togni comenzó a estudiar en los Laboratorios Centrales de Investigación de Ciba (ahora Novartis ) [6] ligandos de ferrocenilo previamente conocidos [7] para una reacción aldólica catalizada por Au(I) . [6] El equipo de Togni comenzó a considerar ligandos de difosfina, y el técnico Josi Puleo preparó los primeros ligandos con fosfinas secundarias. El equipo aplicó los productos de Puleo en una síntesis de hidrogenación de enamida catalizada por Ru ; En un éxito espectacular, la reacción tuvo un ee >99 % y una frecuencia de recambio (TOF) de 0,3 s −1 . [6] [7] El mismo ligando resultó útil en la producción de (S)-metolaclor , ingrediente activo del herbicida más común en los Estados Unidos. La síntesis requiere hidrogenación enantioselectiva de una imina ; después de la introducción del catalizador, la reacción avanza con una conversión del 100%, un número de recambio (TON) >7 mil y una frecuencia de recambio >0,5 ms -1 . Este proceso es la aplicación a mayor escala de hidrogenación enantioselectiva, produciendo más de 10 kilotones/año del producto deseado con un 79% ee [2] [1]
Los ligandos de Josiphos también sirven en reacciones no enantioselectivas: una reacción catalizada por Pd de cloruros de arilo y tosilatos de arilvinilo con TON de 20.000 o más, [8] carbonilación catalítica, [9] o acoplamientos de Grignard y Negishi [10] [11] A Una variedad de ligandos de Josiphos están disponibles comercialmente bajo licencia de Solvias. El (RS) y su enantiómero proporcionan mayores rendimientos y enantioselectividades que el diastereómero (R,R). [1]
El andamio de ferroceno ha demostrado ser versátil. [3] [12] [13] [14] [15] Un parámetro estructural que influye en la reactividad es el ángulo de mordida. El ángulo P 1 -MP 2 tiene un valor promedio de 92,7°. [3]
El consenso general para la denominación es abreviar el ligando individual como (R)-(S)-R 2 PF-PR' 2 . El sustituyente en el Cp se escribe delante de la F y la R en el centro quiral después de la F. [2]
Realizada a -78 °C, la reacción anterior tiene ee de hasta 92 % y TOF de 5 a 10 h −1 . [16] El complejo Rh-binap de Hayashi proporciona un mejor rendimiento. [17]
Hidroformilación de estireno
Este esquema de reacción produce hasta un 78% ee del producto (R), pero bajos TON y TOF de 10-210 y 1-14h −1 (respectivamente). [2] [18]
aminación reductora
Arriba está la preparación de (S)-metolaclor . Para obtener buenos rendimientos y una conversión del 100% se necesita disolvente AcOH. [17]
Hidrogenación de metil imina exocíclica.
Este paso clave para sintetizar un inhibidor de la integrasa del VIH , Crixivan , es una de las pocas reacciones de hidrogenación de heteroareno homogéneas conocidas. Los grupos R voluminosos aumentan el rendimiento del catalizador, con 97% ee y TON y TOF de 1k y 8 min −1 , respectivamente. [19] [20]
Síntesis asimétrica de derivados de cromanoilpiridina.
Esta reacción, para un intermedio en la síntesis de un derivado de cromanoilpiridina antihipertensivo y antialopecico , exhibe una alta enantioselectividad, pero baja actividad. [21]
Ligandos de Josiphos modificados
Se han informado muchas variaciones de ligandos de Josiphos. Una familia se prepara a partir de la amina de Ugi .
Una mejora importante con respecto a las síntesis iniciales ha sido el uso de N(CH 3 ) 2 como grupo saliente en lugar de acetato , aunque un disolvente de ácido acético proporciona mejores rendimientos. [6]
Referencias
^ abcd Blaser, Hans Ulrich; Pugin, Benoît; Spindler, Félix (2021). "Divertirse (y éxito comercial) con Josiphos y ligandos quirales relacionados basados en ferroceno". Helvetica Chimica Acta . 104 . doi :10.1002/hlca.202000192. S2CID 229427019.
^ abcd Blaser, Hans-Ulrich; Brieden, Walter; Pugin, Benoit; Spindler, Félix; Studer, Martín; Togni, Antonio (2002). "Ligandos de Solvias Josiphos: del descubrimiento a las aplicaciones técnicas". Temas de catálisis . 19 (1): 3–16. doi :10.1023/A:1013832630565.
^ abc Blaser, Hans-Ulrich; Pugin, Benoît; Spindler, Félix; Mejía, Esteban; Togni, Antonio (6 de abril de 2011). Zhou, Qi-Lin (ed.). Ligandos de Josiphos: del descubrimiento a las aplicaciones técnicas (1 ed.). Wiley. págs. 93-136. doi :10.1002/9783527635207.ch3. ISBN978-3-527-32704-1.
^ Spessard, Gary O.; Miessler, Gary L. (2010). Química organometálica (2 ed.). Nueva York: Oxford University Press. págs. 378–379. ISBN978-0-19-533099-1.
^ Elschenbroich, Christopher (2006). Organometálicos: tercera edición. págs.518-519
^ abcd Togni, Antonio (27 de marzo de 1996). "Desarrollo de nuevos ligandos quirales de ferrocenilo para catálisis asimétrica: una cuenta personal". CHIMIA . 50 (3): 86. doi : 10.2533/chimia.1996.86 . ISSN 2673-2424.
^ ab Ito, Yoshihiko.; Sawamura, Masaya.; Hayashi, Tamio. (octubre de 1986). "Reacción catalítica aldólica asimétrica: reacción de aldehídos con isocianoacetato catalizada por un complejo quiral de ferrocenilfosfina-oro (I)". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 108 (20): 6405–6406. doi :10.1021/ja00280a056. ISSN 0002-7863.
^ Littke, Adam F.; Fu, Gregory C. (15 de noviembre de 2002). "Reacciones de acoplamiento de cloruros de arilo catalizadas por paladio". Edición internacional Angewandte Chemie . 41 (22): 4176–4211. doi :10.1002/1521-3773(20021115)41:22<4176::AID-ANIE4176>3.0.CO;2-U. PMID 12434342.
^ Cai, caoxiano; Rivera, Nelo R.; Balsells, Jaume; Sidler, Rick R.; McWilliams, J. Christopher; Shultz, C.Scott; Sol, Yongkui (1 de octubre de 2006). "Un catalizador eficiente para la carbonilación catalizada por Pd de aril arenosulfonatos". Cartas Orgánicas . 8 (22): 5161–5164. doi :10.1021/ol062208g. ISSN 1523-7060. PMID 17048868.
^ Limmert, Michael E.; Roy, Amy H.; Hartwig, John F. (1 de noviembre de 2005). "Acoplamiento Kumada de tosilatos de arilo y vinilo en condiciones leves". La Revista de Química Orgánica . 70 (23): 9364–9370. doi :10.1021/jo051394l. ISSN 0022-3263. PMID 16268609.
^ Vo, Giang D.; Hartwig, John F. (12 de agosto de 2009). "Acoplamiento de amoníaco catalizado por paladio con cloruros, bromuros, yoduros y sulfonatos de arilo: un método general para la preparación de arilaminas primarias". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 131 (31): 11049–11061. doi :10.1021/ja903049z. ISSN 0002-7863. PMC 2823124 . PMID 19591470.
^ Blaser, Hans-Ulrich; Malan, Christophe; Pugin, Benoît; Spindler, Félix; Steiner, Heinz; Studer, Martín (enero de 2003). "Hidrogenación selectiva para productos químicos finos: tendencias recientes y nuevos desarrollos". Síntesis y catálisis avanzadas . 345 (1–2): 103–151. doi :10.1002/adsc.200390000. ISSN 1615-4150.
^ Whitesell, James K. (1 de noviembre de 1989). "Simetría C2 e inducción asimétrica". Reseñas químicas . 89 (7): 1581-1590. doi :10.1021/cr00097a012. ISSN 0009-2665.
^ Inoguchi, Kiyoshi; Sakuraba, Shunji; Achiwa, Kazuo (1992). "Conceptos de diseño para desarrollar ligandos de bisfosfina quirales altamente eficientes en hidrogenaciones asimétricas catalizadas por rodio". Synlett . 1992 (3): 169-178. doi :10.1055/s-1992-21306. ISSN 0936-5214. S2CID 196807901.
^ Chen, W. y Blaser, HU 2008 en Ligandos de fósforo en catálisis asimétrica: síntesis y aplicaciones. (ed. A. Borner) págs. 359-393
^ T. Hayashi, Catalizador asimétrico integral, eds. EN Jacobsen, A. Pfaltz y H. Yamamoto, 1999 págs. 247
^ ab Blaser, Hans-Ulrich; Buser, Hans-Peter; Jalett, Hans-Peter; Pugin, Benoit; Spindler, Félix (31 de diciembre de 1999). "Alquilación reductora enantioselectiva catalizada por iridio ferrocenil difosfina de una anilina impedida". Synlett . 1999 (Sup. 1): 867–868. doi :10.1055/s-1999-3106. ISSN 0936-5214. S2CID 99845649.
^ Godard, Cirilo; Ruíz, Aurora; Claver, Carmen (agosto de 2006). "Estudio sistemático de la metoxicarbonilación asimétrica de estireno catalizada por sistemas de paladio que contienen ligandos quirales de ferrocenil difosfina". Helvetica Chimica Acta . 89 (8): 1610-1622. doi :10.1002/hlca.200690161. ISSN 0018-019X.
^ R.Fuchs, EP 803502 (1996) asignado a Lonza AG
^ Studer, Martín; Wedemeyer-Exl, Christina; Spindler, Félix; Blaser, Hans-Ulrich (13 de diciembre de 2000). "Hidrogenación homogénea enantioselectiva de piridinas y furanos monosustituidos". Monatshefte fuer Chemie/Chemical Monthly . 131 (12): 1335-1343. doi :10.1007/s007060070013.
^ E. Broger, Y. Crameri y P. Jones, WO 99/01 453. (1997), asignado a Hoffman-La Roche