Liebeskindova–Šroglova reakce

Liebeskindova–Šroglova reakce je organická reakce thioesteru a boronové kyseliny katalyzovaná kovem, patřící mezi křížová párování.^[1]

Reakci objevili dva chemici, český Jiří Šrogl a americký Lanny S. Liebeskind. Reakce má tři generace, na následujícím obrázku je zobrazena první. Používají se Pd⁰ katalyzátory, TFP (tris(2-furyl)fosfin) a další ligand a stechiometrický kokatalyzátor thiofen-2-karboxylát měďný (CuTC). Následuje obecné schéma reakce:

(c) Slavefortheempire na projektu Wikipedie v jazyce angličtina, CC BY-SA 3.0

Při Liebeskindových-Šroglových reakcích se používají thioetherové a thioesterové elektrofily a boronové kyseliny nebo stannany jako nukleofily, lze však použít i jiné reaktanty, kromě alkyl- a arylthioesterů může jít i o (hetero)arylthioethery, thioamidy, thioalkyny a thiokyanáty.^[2] Do reakce také mohou vstoupit téměř všechny vazby kov-R schopné transmetalace.^[2]

Indiové nukleofily nevyžadují přítomnost mědi nebo zásady, jsou však uplatnitelné pouze u první generace, protože druhá a třetí jsou mechanisticky odlišné, navíc probíhají pouze u thioesterů schopných vytvořit šestičlenné metalocykly.

Reakce první generace probíhají za nepřístupu vzduchu, s použitím stechiometrických množství mědi a s palladiovými katalyzátory.^[1]

Reakce druhé generace jsou katalyzovány mědí za přítomnosti dodatečného ekvivalentu za přístupu vzduchu a nepřítomnosti palladia.^[3] Přidaný ekvivalent oddělí měď od sirné sloučeniny a umožní tím dokončení katalytického cyklu. Tento druh je omezen na thioestery a thioethery a může být také limitován dostupností organoboranu.

Reakce třetí generace mají jako katalyzátor sloučeninu mědi a využívají jediný ekvivalent boronové kyseliny.^[4]

Mechanismus

První generace

Níže je zobrazen navržený mechanismus Liebeskindovy–Šroglovy reakce první generace.^[5][6]

Thioester 1 reaguje se sloučeninou 3 a vytvoří komplex 4. Oxidační adicí palladia na vazbu uhlík–síra vznikne meziprodukt 5, z něhož se transmetalací vytvoří organopalladiová sloučenina 8. Transmetalace probíhá skrz přesun R² na palladiové centrum se současným přesunem atomu síry na měďný komplex. Následně se redukční eliminací utvoří keton 3 a obnoví katalyzátor 9.

(c) Slavefortheempire na projektu Wikipedie v jazyce angličtina, CC BY-SA 3.0

Druhá generace

Na následujícím obrázku je znázorněn mechanismus druhé generace;^[3] neodpovídá běžné posloupnosti oxidační adice-transmetelace-redukční eliminace, jako je tomu u první generace. Společně se zkoumáním reakcí měďných sloučenin s dikyslíkem byl navržen mechanismus zahrnující Cu ve vyšším oxidačním čísle.^{[7][8][9][10]}

Po koordinaci na thioester se Cu⁺ oxiduje na měďnato-měditý meziprodukt, který funguje jako Lewisova kyselina, jež aktivuje thioester a zajišťuje přesun R₂ (buď přímo z atomu boru nebo přes meziprodukt typu Cu-R₂), čímž vznikne keton a Cu-thiolát. Druhý ekvivalent boronové kyseliny zajistí rozštěpení vazby Cu-S a uvolnění mědi zpět do katalytického cyklu.

Třetí generace

Třetí generace je založená na katalýze mědí s použitím jediného ekvivalentu boronové kyseliny, čímž napodobuje metallothioneinový (MT) systém, který odstraňuje kovy z organismů.^[4] Thiopomocník obsahuje vazbu N-O, která napodobuje vazbu S-S u MT, provádí přitom nezbytné štěpení vazby měď-síra a zajišťuje tím obnovu katalyzátoru. Tato varianta se podporuje působením mikrovlnného záření a nezahrnuje palladium. Pravděpodobně se mechanismem podobá druhé generaci (ke znázornění je použita aktivní sloučenina Cu⁺-R₂, R₂ lze však přesunout přímo na boronovou kyselinu), ale měď zpět do katalytického cyklu uvolňuje thiopomocník, nikoliv další ekvivalent boronové kyseliny.

Využití

Liebeskindova–Šroglova párování jsou součástmi několika totálních syntéz, příkladem může být syntéza goniodominu A.^[11]

Liebeskindovo–Šroglovo párování bylo také použito k vytvoření uhlíkatého řetězce viridinu s vysokou výtěžností v několikagramovém měřítku.^[12]

Další látkou připravenou s využitím této reakce je amfidinolid F,^[13] Liebeskindovou-Šroglovou reakcí zde byl vytvořen „severovýchodní“ fragment makrocyklu a terpenový řetězec.

Řízená difunkcionalizace

Sloučeniny obsahující dvě thioetherové vazby mohou být na jedné z nich selektivně funkcionalizované za přítomnosti jednoho ekvivalentu nukleofilu, jestliže je přítomna karbonylová skupina.^[14]

Tato reakce probíhá přes pětičlenný palladacyklus, u kterého probíhá oxidační adice do polohy cis. Další ekvivalent nukleofilu vyvolá funkcionalizaci v poloze trans.

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Liebeskind–Srogl coupling na anglické Wikipedii.

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu Liebeskindova–Šroglova reakce na Wikimedia Commons