Fosfinoxazoliner
Phosphinooxazolines (ofta förkortat PHOX ) är en klass av kirala ligander som används i asymmetrisk katalys . Deras komplex är särskilt effektiva för att generera enstaka enatiomerer i reaktioner som involverar mycket symmetriska övergångstillstånd, såsom allyliska substitutioner, som vanligtvis är svåra att utföra stereoselektivt. Liganderna är tvåtandade och har visats vara hemilabila med den mjukare P-donatorn som är fastare bunden än den hårdare N-donatorn.
Syntes
Syntesen av fosfinoxazoliner är modulär och det är normalt inte nödvändigt att införa fosfin- och oxazolindelarna i någon speciell ordning. Men även om det finns exempel på att fosfinen introduceras först, är det vanligare att se syntesen av en fenyloxazolin som därefter kombineras med en källa för difenylfosfin. Metoder för att göra detta beror på naturen hos substituenten i X -positionen:
- När X = fluorkoppling innebär anjonisk förskjutning med en difenylfosfinanjon
- När X = brom kan detta omvandlas till ett Grignard-reagens och reageras med klordifenylfosfin , eller kopplas till difenylfosfin via en kopparjodidkatalyserad reaktion.
- När X = väte genomgår detta riktad ortolitiering (underlättat av intramolekylär koordination med oxazolinet) följt av reaktion med klordifenylfosfin
Av dessa metoder är den kopparjodidkatalyserade reaktionsmetoden den i särklass enklaste att utföra, eftersom den inte kräver syntes av diskreta anjoniska eller organometalliska ämnen och kan koppla ett brett spektrum av material med bra till utmärkta utbyten.
I katalys
Fosfinoxazoliner kan påverka både enantioselektiviteten och regioselektiviteten för en rad metallkatalyserade reaktioner. I reaktioner som involverar symmetriska övergångstillstånd samverkar dessa egenskaper för att inducera asymmetri och därmed främja bildningen av en enda produkt. Enantioselektivitet styrs av kiraliteten hos liganden som normalt är belägen på oxazolinringen, men P-centret kan också vara stereogent . Regioselektivitet styrs av en mängd olika steriska och elektroniska faktorer, varav de viktigaste är en form av transeffekt , där atomer som är komplexbundna trans till P-atomen blir mer elektrofila än de som är lokaliserade trans till N-atomen. Detta orsakas av att P-atomen engagerar sig i bakbindning , eftersom den är en π-elektronacceptor.
Allyliska substitutioner
Fosfinoxazoliner används som ligander i allylsubstitutionsreaktioner eftersom både enantio- och regioselektivitet krävs för att ge en enantiomeriskt ren produkt på grund av att övergångstillståndet är mycket symmetriskt. I exemplet nedan är alla tillägg enantioselektiva men det symmetriska komplexet har ingen regiokontroll, vilket resulterar i en racemisk produkt. Det asymmetriska komplexet är både regioselektivt och enantioselektivt, vilket resulterar i en enda enantiomer.
Den primära tillämpningen av PHOX-ligander är i palladiumkatalysatorer som används för enantioselektiva allylsubstitutioner. De kan åstadkomma ett brett spektrum av substitutioner inklusive allyliska alkyleringar ( Tsuji-Trost-reaktion ), amineringar och sulfonyleringar.
Fan reaktion
Palladiumkomplex som innehåller kirala fosfinoxazoliner har visat sig vara effektiva katalysatorer för Heck-reaktionen . Höga utbyten och bra till utmärkta enantioselektiviteter har erhållits, varvid bildningen av biprodukter via C=C-bindningsmigrering har reducerats avsevärt. Pd-PHOX-katalysatorer har också använts för intramolekylära Heck-reaktioner och det finns exempel där de har visat sig vara överlägsna vanligare ligander som BINAP .
Asymmetrisk hydrering
Den höga enantio- och regiokontrollen som tillhandahålls av fosfinoxazolinligander har drivit forskning om deras användning för asymmetrisk hydrering . Iridiumkomplex som innehåller fosfinoxazolinligander har visat sig vara effektiva för "klassisk" hydrering med användning av H 2 , med rutenium- och palladiumkatalysatorer som också har undersökts för överföringshydrering . Förutom teoretiska studier har de strukturella och kinetiska egenskaperna hos Ir-PHOX-komplex undersökts för att bättre förstå deras beteende som hydreringskatalysatorer.
Se även
Andra oxazolinbaserade ligander
- ( S )-iPr-PHOX - En specifik PHOX-ligand
- Bisoxazoliner (BOX)
- Trisoxazoliner (TRISOX)
Strukturellt besläktade ligander