Ligand PYBOX - duże miejsce wiązania i sztywne rusztowanie

William Sommer, Daniel Weibel

Chemfiles Volume 8 Article 2

Ligand PYBOX,¹ składający się z pierścienia pirydynowego otoczonego dwiema grupami oksazolinowymi, został wprowadzony w 1989 roku przez Nishiyamę.² PYBOX wyewoluował bezpośrednio z ligandów BOX. Porównując je, należy wspomnieć o dwóch kwestiach: (1) miejsce wiązania PYBOX jest wystarczająco duże, aby kompleksować nawet kationy lantanowców i (2) sztywność trójzębnego rusztowania PYBOX jest zwiększona.

W swoim pierwszym zastosowaniu Nishiyama wykazał, że katalizator izopropylo-PYBOX 407151 rod(III) skutecznie promuje asymetryczną hydrosililację ketonów dając niezwykle wysoką enancjoselektywność (Schemat 1).³

Schemat 1. Katalizator skutecznie promuje asymetryczną hydrosililację ketonów, zapewniając niezwykle wysoką enancjoselektywność.

Li i Wei opisali w 2002 roku enancjoselektywną bezpośrednią addycję terminalnych alkinów do imin katalizowaną miedzią(I). Najbardziej udanym testowanym ligandem był PYBOX 496073 zawierający grupy fenylowe (Schemat 2).⁴

Schemat 2. Katalizowana enancjoselektywna bezpośrednia addycja terminalnych alkinów do imin

Ostatnio, grupa Shibasaki doniosła o bezpośrednich asymetrycznych reakcjach typu Mannicha katalizowanych tlenkiem arylowym lantanu/PYBOX z użyciem ketonu trichlorometylowego jako równoważnika donora propionianu.⁵ Układ La(OAr)₃-i-Pr-PYBOX 407151 + LiOAr dawał produkty z wydajnością od 72 do 99%, 8:1 do >30:1 i 92-98% ee (Tabela 1).

Rysunek 1. Równoważny dawca propionianu

Tabela 1 Układ La(OAr)3-i-Pr-PYBOX 407151 + LiOAr dał produkty o wydajności od 72 do >99%, dr od 8:1 do >30:1 i ee 92-98%.

Entry		R	% Yield	dr (syn:anti)		% ee (syn)
1		Ph	96	21:1		96
2		4-Cl-C6H4	97	20: 1		96
3		2-tienyl	98	20:1		95
4		cykloheksyl	85	>30:1		96
5		i-Pr	74	>30:1		97

Chiralny kompleks ind(III)-PYBOX przygotowany z triflatu indu i C2-symetrycznego chiralnego PYBOX 673986 został uznany za skuteczny chiralny ligand w enancjoselektywnej reakcji allilowania aldehydów z allilotributylostannanem, dając wysoką enancjoselektywność.⁶ Stosując tę metodologię, chiralny aldehyd steroidowy mógł być allilowany z doskonałą enancjoselektywnością ((22S):(22R)= >99:1) i z dobrą wydajnością (78%). Co więcej, reakcja była wysoce chemoselektywna, reagując tylko z funkcjonalnością aldehydową. Nie zaobserwowano reakcji z funkcjonalnością enonu w pierścieniu A (Schemat 3).

Schemat 3. Chiralny ind(III)-PYBOX

Referencje

1. Desimoni G, Faita G, Quadrelli P. 2003. Pyridine-2,6-bis(oxazolines), Helpful Ligands for Asymmetric Catalysts. Chem. Rev.. 103(8):3119-3154. https://doi.org/10.1021/cr020004h

2. Nishiyama H, Sakaguchi H, Nakamura T, Horihata M, Kondo M, Itoh K. 1989. Chiral and C2-symmetrical bis(oxazolinylpyridine)rhodium(III) complexes: effective catalysts for asymmetric hydrosilylation of ketones. Organometallics. 8(3):846-848. https://doi.org/10.1021/om00105a047

3. Nishiyama H, Park S, Itoh K. 1992. Stereoselectivity in hydrosilylative reduction of substituted cyclohexanone derivatives with chiral rhodium-bis(oxazolinyl)pyridine catalyst. Tetrahedron: Asymmetry. 3(8):1029-1034. https://doi.org/10.1016/s0957-4166(00)86036-x

4. Wei C, Li C. 2002. Enantioselective Direct-Addition of Terminal Alkynes to Imines Catalyzed by Copper(I)pybox Complex in Water and in Toluene. J. Am. Chem. Soc.. 124(20):5638-5639. https://doi.org/10.1021/ja026007t

5. Morimoto H, Lu G, Aoyama N, Matsunaga S, Shibasaki M. 2007. Lanthanum Aryloxide/Pybox-Catalyzed Direct Asymmetric Mannich-Type Reactions Using a Trichloromethyl Ketone as a Propionate Equivalent Donor. J. Am. Chem. Soc.. 129(31):9588-9589. https://doi.org/10.1021/ja073285p

6. Lu J, Hong M, Ji S, Loh T. Enantioselective synthesis of homoallylic alcohols via a chiral In(iii)?PYBOX complex. Chem. Commun..(8):1010-1012. https://doi.org/10.1039/b415550e