1.1: Ácido de Lewis asistido por ácido Brønsted (BLA)

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Este módulo presenta los desarrollos recientes en la catálisis quiral de ácido de Lewis y ácido de Brønsted, especialmente los sistemas que tienen la combinación de ácidos de Lewis y ácidos de Brønsted. Este sistema catalítico combinado ha sido útil en la síntesis asimétrica en los últimos 20 años.

Los ácidos de Lewis quirales de Brønsted asistidos por ácido (BLA) son ácidos de Lewis quirales eficientes y versátiles para una amplia gama de reacciones de cicloadición asimétricas catalíticas. Algunos de los ejemplos representativos siguen:

1.1.1: Reacción de Diels Alder

Se ha encontrado que los ácidos de Lewis a base de oxazaborolidina quirales asistidos por ácido de Brønsted son ácidos de Lewis quirales versátiles para reacciones asimétricas de Diels-Alder. Estos BLA quirales se pueden preparar fácilmente por protonación de las oxaborolidinas derivadas de prolina quirales usando ácidos próticos tales como ácido trifluorometansulfónico (TfOH) y bis (trifluorometano) sulfonamida (Tf ₂ NH) (Esquema\(\PageIndex{1}\)).

Captura de pantalla (1076) .png — Esquema\(\PageIndex{1}\)

Los BLA 1a-b activan diversos electrófilos, incluyendo cetonas α, β -insaturadas, ésteres, ácidos carboxílicos, lactona, enales y quinonas hacia la reacción de Diels-Alder con diversos dienos (Esquema\(\PageIndex{2}\)). El resultado estereoquímico se puede predecir usando los ensamblajes de estado de transición mostrados en Scheme\(\PageIndex{3}\). La selectividad facial de los enales α sustituidos con α, β -insaturados es opuesta a las cetonas, ésteres y ácidos acrílicos α, β -insaturados.

Captura de pantalla (1077) .png

Ejemplos usando 1b:

Captura de pantalla (1078) .png — Esquema\(\PageIndex{2}\)

Captura de pantalla (1079) .png — Esquema\(\PageIndex{3}\)

Captura de pantalla (1080) .png — Esquema\(\PageIndex{4}\)

Los BLA quirales que tienen triflimida de contraanión (Tf ₂ N ⁻) proporcionan una estabilidad catalítica notable en comparación con el trilato portador (CF ₃ SO ₃ ⁻). Además, se encuentra que los BLA con triflimida son catalizadores versátiles para una amplia gama de reacciones de Diels-Alder. Por ejemplo, las reacciones de las benzoquinonas asimétricas desafiantes con 2-triisopropiloxi-1,3-butadieno se han mostrado con excelentes enantio- y regioselectividades (Esquema\(\PageIndex{4}\)).

Los resultados observados sugieren que la coordinación BLA con el oxígeno de las quinonas asimétricas se lleva a cabo como se muestra en el Esquema\(\PageIndex{5}\). La coordinación se realiza predominantemente con el oxígeno más básico de las quinonas.

Captura de pantalla (1081) .png — Esquema\(\PageIndex{5}\)

El sistema catalítico también es efectivo para reacciones intramoleculares para proporcionar estructuras bicíclicas transfuzadas con excelente enantioselectividad (Esquema\(\PageIndex{6}\)).

Captura de pantalla (1082) .png — Esquema\(\PageIndex{6}\)

Michel Adición

Se ha estudiado la adición de acetales de silil ceteno a cetonas cíclicas y acíclicas α, β -insaturadas. En estas reacciones, la adición de cantidad catalítica de Ph ₃ PO aumenta la enantioselectividad porque podría atrapar especies de Me ₃ Si que podrían formarse durante la reacción. Por ejemplo, BLA 1b se ha utilizado para la adición de Michel de ciclo hexenona con silil ceteno acetal para proporcionar intermedio clave para la síntesis enantioselectiva de cariofileno (Esquema\(\PageIndex{7}\)). El curso estereoquímico absoluto de la reacción puede ser racionalizado por los estados de transición propuestos anteriormente.

Captura de pantalla (1083) .png

Ejemplos:

Esquema\(\PageIndex{7}\)

[3+2] Cicloadición

Varias benzoquinonas proceden de reacciones con 2,3-dihidrofurano en presencia de BLA 1b para proporcionar una variedad de triciclos fenólicos quirales con altas enantioselectividades. La aplicación de esta reacción se ha demostrado en la síntesis total de aflatoxina B2. La vía de reacción se ha dilucidado realizando la reacción en presencia de exceso de 2,3-dihidrofurano (Esquema\(\PageIndex{8}\)).

1.1.4: Síntesis de β-lactona

BLA 1c quiral, derivado de zwitteriones precatalizadores y triflato de tributiltinato, ha sido investigado para la reacción de aldehídos con cetena para proporcionar β-lactonas (Esquema\(\PageIndex{9}\)).

Ejemplos:

Mecanismo propuesto

La reacción del precatalizador 1c con triflato de tri-n-butilestaño puede dar un par iónico que podría reaccionar con cetena para dar un intermedio ácido de Lewis suficientemente fuerte para hacer quelación con aldehídos. Es importante señalar que la formación β -lactona a partir de aldehídos ramificados α ha sido demostrada por primera vez.

Catalizadores BLA modificados

Posteriormente se han desarrollado los siguientes catalizadores BLA modificados 1d-e. Estos catalizadores también han sido demostrados como catalizadores potentes para las reacciones de Diels-Alder.