Введение к работе
В настоящее время область асимметрического катализа хиральными комплексами переходных металлов интенсивно развивается Из объекта чисто научного исследования асимметрический катализ становится эффективным инструментом тонкого органического синтеза, прежде всего при разработке современных схем создания хиральных лекарственных средств из неприродного сырья Это связано с рекомендацией Всемирной организации здравоохранения о поэтапном прекращении выпуска как известных, так и новых лекарств в рацемической форме, начиная с 2000 г
Актуальность проблемы Гомогенное асимметрическое каталитическое гидрирование прохиральных карбонильных соединений представляет большой интерес, поскольку получаемые оптически активные вторичные спирты являются ценными хиральными блоками для получения лекарственных субстанций К субстратам, хорошо изученным в данной реакции, относятся а- и /3-кетоэфиры и их функциональные производные Являясь менее реакционноспособными, т-кетоэфиры как прохиральные субстраты практически не изучены В связи с этим, важным аспектом является поиск эффективных каталитических систем на основе изучения закономерностей и механизма реакции кинетическими и спектральными методами Кроме того, в литературе отсутствует общая методика синтеза 7_алкил~ и 7" арилзамещенных лактонов в энантиомерно чистой форме, которые могут быть получены простым методом асимметрического каталитического гидрирования у-кетоэфиров Возможность рециклизации дорогостоящих хиральных катализаторов также является важной проблемой, которая еще не решена до настоящего времени Такой подход позволяет, с одной стороны, удешевить процесс получения 7-лактонов и с другой - отвечает принципам ' зеленой" химии
Цель работы Целью настоящей работы является разработка высокоэффективных каталитических систем из различных предшественников Ru(II) и Ru(III), проявляющих высокую активность и энантиоселективность в реакции асимметрического гидрирования 7-кет0ЭФиР0В различного строения, в результате чего могут быть получены хиральные 7-алкил- и 7-арилзамещенные лактоны с высокой энантиомерной чистотой Решение данной задачи неразрывно связано с изучением механизма реакции дія выявления ключевых факторов, определяющих активность и энантиоселективность гидрирования 7-кетоэфиров
Научная новизна и практическая ценность работы Впервые проведено систематическое исследование гомогенного асимметрического гидрирования 7" кетоэфиров с использованием в качестве катализаторов комплексов рутения с хиральными бисфосфиновыми лигандами Созданы высокоэффективные Ru(II)- и Ки(Ш)-содержащие каталитические системы для гомогенного асимметрического гидрирования эфиров 7-кетокарбоновых кислот с различными заместителями при у-карбонильном атоме углерода Установлено, что добавки минеральных кислот приводят к резкому возрастанию скорости асимметрического каталитического гидрирования 7-кетоэфиров при высокой энантиомерной чистоте получаемых у-лактонов Исследованы кинетика и механизм асимметрического каталитического гидрирования 7-кетоэфиров с использованием изотопного и спектрального методов, сделано предположение о том, что каталитически активными интермедиатами являются биядерные гидридные комплексы Ru(II), образующиеся в результате гетеролиза Н2 Разработан универсальный препаративный метод получения энантиомерно чистых 7-31110^1- и 7_аРилзамеЩенных лактонов на основе реакции асимметрического гидрирования 7-кетоэфиров в присутствии каталитических систем [RuCl2(BINAP)]-HCl и RuCl3-BINAP-HCl На примере асимметрического гидрирования метиллевулината впервые осуществлена реакция с неоднократной рециклизацией металлокомплексного катализатора, осажденного на твердый органический полиэлектролит
Апробация работы Результаты работы докладывались на следующих международных и российских конференциях 1) II Молодежная конференция ИОХ РАН, 13-14 апреля, 2006, Москва 2) International Symposium on Advanced Science in Organic Chemistry, 26-30 июня, 2006, Судак, Крым 3) VII Российская конференция "Механизмы каталитических реакций", 3-8 июля, 2006, Санкт-Петербург 4) IX Научная школа - конференция по органической химии, 11-15 декабря, 2006, Звенигород 5) 3rd International Conference on Green and Sustainable Chemistry, 1-5 July, 2007, Delft University of Technology, the Netherlands 6) III International Conference "Catalysis Fundamentals and Application" dedicated to the 100th anniversary of Academician Georgn К Boreskov, July 4-8, 2007, Novosibirsk, Russia 7) ХХШ Международная Чугаевская конференция по координационной химии, 4-7 сентября 2007, Одесса, Украина
Публикации Основное содержание работы изложено в 3 статьях и 7 тезисах докладов на конференциях
Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, литературного обзора, обсуждения результатов, экспериментальной части, выводов и списка литературы Работа включает 8 схем, 22 рисунка и 17 таблиц
Похожие диссертации на Энантиоселективное гидрирование Z-кетоэфиров, катализируемое хиральными комплексами рутения
