Фосфонаты фенантролинового ряда в создании регенерируемых катализаторов для процессов зеленой химии, страница 3

продемонстрировали применимость каталитической системы CuI/phen длясочетания арилйодидов и N-Boc-защищенных О-функционализированных гидроксиламиновпри 80 ˚С, с получением соответствующих N-арилированных продуктов [31]:111.1.2. С-H аминирование ароматических соединенийКаталитическая система ацетат меди(II)/phen оказалась эффективной в синтезе Nазолилиндолов из орто-алкиниланилинов и азолов [32]. Каскадная реакция в присутствииданной каталитической системы, карбоната или ацетата калия как основания при кипячении втолуоле в атмосфере кислорода, включающая межмолекулярное гетероарилирование споследующей циклизацией приводит к образования индольного ядра.

По сравнению с другимиработами, в этой работе анилины, не содержащие электроноакцепторных групп также легкопретерпевают превращение в соответствующие N-азолилиндолы. К сожалению, данная реакцияне распространяется на перфторированные арены:Каталитическая система ацетат меди(II)/phen также способна катализировать сочетаниепроизводных O-бензоил-гидроксиламина с рядом азолов и фторированных аренов впристутствии трет-бутилата лития в диоксане при комнатной температуре [33].

Линейные илициклические диалкил-, бензилалкил-, диаллил- и первичные алкилгидроксиламины устойчивы вусловиях реакции:12Синтез имидазобензимидазолов, предложенный Fu с соавторами также включаетиспользование ацетата меди(II)/phen как каталитической системы. Внутримолекулярноегетероарилирование анилина с применением ацетата меди(II) (20 мол%), phen (40 мол%) иацетата калия в м-ксилоле при 155 ˚С в атмосфере кислорода легко приводит к образованиюсоответствующих имидазобензимидазолов с высокими выходами [34]:Группой Sadighi был предложен новый катализатор на основе 2,9-дизамещенногофенантролина L7.

Данный лиганд образует комплекс с медью с соотношением M:L =1:1,который катализирует внедрение нитрена, генерированного из PhINTs по С-Н связи донорныхаренов. В качестве примера было продемонстрировано внедрение по С-Н связи 1,3диметоксибензола с образованием производного анилина или диариламина в зависимости отсоотношения реагентов [35]:131.1.3. Синтез винил-, этинил- и аллилпроизводных аминовРазвитие медь-катализируемых процессов не оставило без внимания и получение винилзамещенных аминов и амидов. Например, сочетание амидов и 2-йодоакрилатов илиакриламидов в присутствии комплекса Cu(MeCN)4PF6 (10 мол%), 3,4,7,8-тетраметил-1,10фенантролина (L5) (20 мол%) и карбоната рубидия в ДМА при 45 ˚С позволяет получитьсоответствующие енамины с хорошими выходами [36]:Phen также зарекомендовал себя как подходящий лиганд в новом каскадном синтезепирролов из N,N’-Boc-гидразина путем его медь-катализируемого винилирования различнымивинилйодидами.

Реакцию можно проводить в 2 стадии, получая, в конечном счете,несимметричные пирролы [37]:В синтезе N-алкинилзамещенных соединений наиболее часто применяется сочетаниебромалкинов или дибромалкенов с различными нуклеофилами, включающими имидазолы,пиразолы, пирролы, индолы, амиды (Таблица 1).14Таблица 1. Получение N-алкинилзамещенных соединенийПримерНуклеофил1Циклические и ациклическиевторичные амины,сульфонамиды2Пирролы, индолы3Имидазолы, бензимидазолы,пиразолыГалогенидКаталитическая система,условияCuSO4·5H2O (5-20 мол%)phen (10-40 мол%) K3PO4,толуол, 65-100 ˚СCuSO4·5H2O (5-20 мол%)phen (10-40 мол%), K3PO4,толуол, 70-85 ˚ССсылкаCu(phen)(PPh3)Br, ДМСО,Cs2CO3, 80 ˚C[38][39][40]1.1.4. Cu/phen-катализируемое образование связи C-N в синтезе природных соединенийФенантролиновые лиганды находят применение и в синтезе сложных природныхмолекул.

Каталитическая система CuI/phen использовалась в синтезе цитимидина, обладающегопротивобактериальной активностью против Mycobacterium tuberculosis H37Rv [41]. Синтезвключал две стадии последовательного аминирования бромопиридина 1: сначала пйодбензамидом в присутствии йодида меди(I) (10 мол%) и phen (20 мол%) в диоксане прикипячении в присутствии фосфата калия в качестве основания, затем аминированиеобразующегося продукта соответствующим амидом с использованием йодида меди(I) иТМЕДА. Показано, что обе стадии проводятся one-pot, добавляя ТМЕДА после окончанияпервой стадии. Гидролиз образующегося продукта приводит к целевому цитимидину 2:Porko с сотр. использовали каталитическую систему СuTC/phen (СuTC – тиофен-2карбоксилат меди(I)) в синтезе противоопухолевого макролида лобатамида С 6 [42].Енаминовый фрагмент 5 был получен через медь-катализируемое сочетание винилйодида 4 с15амида (E)-O-метилоксима 3 в присутствии phen и dba с E/Z селективностью 4.5/1.

Хотялабильная енамидная группировка была введена в середине синтеза, последующие стадии,проводимые в кислых или основных условиях, не привели к разрушению или потери геометриифрагмента:Эта же группа продолжила использование медного катализа в синтезе другогобиологически активного соединения [36]. В ключевой стадии синтеза антибиотика CJ-15,801 9использовалось сочетание винилйодида 8 и амида 7. Поиск оптимальных условий сочетанияпривел к комбинации Cu(MeCN)4PF6 и 3,4,7,8-тетраметил-1,10-фенантролина L5 в присутствиикарбоната рубидия в ДМА при 45 оС:CuTC и phen использовались в финальной стадии синтеза макролида Апикуларена А[43].

При этом, правда, для получения приемлемого выхода продукта необходимо былоиспользовать сверхстехиометрические количества предкатализатора. Но даже несмотря на это,выход макролида не превышал 40 % с E/Z-селективностью 8/1:16Катализируемое медью образование N-алкиниламидов использовалось в работе [44].ОбразованиеN-алкиниламидов10былооднойизстадийполногосинтезадезбромоарборесцидинов A 11 и С 12.

В этом синтезе N-алкиниламиды были получены сосредними выходами (48-62%) в присутствии CuSO4·5H2O, phen и K3PO4 в смеси толуол/ДМФпри 75 ˚С:Другой пример использования медь-катализируемого синтеза N-алкиниламидов вполном синтезе природных соединений наглядно продемонстрирован на примере синтезов (+)FR66979 15 и (+)-FR900482 16, высокоактивных противоопухолевых препаратов, выделенныхсотрудниками компании Fujisawa Pharmaceutical Co [45]. Промежуточный N-алкиниламид 14был получен СuSO4-катализируемом сочетании аллилкарбамата 12 и бромалкина 13 вприсутствии phen и фосфата калия в толуоле при 85 ˚С:171.2.Реакции образования связи C-C1.2.1.

Алкинилирование и алкенилирование арил и алкинилпроизводныхПервое упоминание о применении фенатролиновых лигандов в медь-катализируемыхреакциях образования связи С-С относится к 2001 г. В работе Venkataraman с сотр. [23]показано, что для эффективного проведения реакций, катализируемых медью, необходимперевод обычно нерастворимых в органических растворителях солей меди(I) в раствор.Использование устойчивых на воздухе, растворимых смешанно-лигандных фенантролиновыхкомплексов меди состава Сu(L)(PPh3)Br, где L = phen, L2, помогло справиться с этойпроблемой.

Авторы показали, что применение данных комплексов позволяет эффективнопроводить реакции кросс-сочетания арилгалогенидов (как йодидов, так и бромидов в некоторыхслучаях) с терминальными ацетиленами. В тоже время было показано, что смесь СuBr-phenявляется каталитически неактивной:Той же группой сочетание 2-замещенных арилйодидов с терминальными ацетиленамибыло использовано для синтеза бензофуранов и индолов. Сочетание 2-гидрокси- и 2аминоарилйодидов с ацетиленами с последующей циклизацией протекало в присутствиикомплекса Cu(phen)(PPh3)2(NO3) (10 мол%) и карбоната цезия в толуоле при 120 ˚С и приводилок образованию продуктов с хорошими выходами [46].

В случае синтеза индолов для18циклизации необходима добавка более сильного основания t-BuONa (3 экв) после завершенияреакции сочетания, что связано с низкой кислотностью NH2-группы:Крометерминальныхацетиленоввмедь-катализируемоекросс-сочетаниесарилгалогенидами могут быть введены пропиновые кислоты. В работе You, Xue с сотр.продемонстрировано, что сочетание арилйодидов и активированных арилбромидов сразличными пропиновыми кислотами может быть эффективно проведено в присутствии йодидамеди(I), phen и карбоната цезия в ДМФ при 130 ˚С [47]. Стоит отметить, что не толькоароматические, но и алифатические пропиновые кислоты могут участвовать в реакции собразованием продуктов сочетания с высокими выходами:В 2009 Do и Daugulis представили метод синтеза арилированных алкинов путем медькатализируемой реакции между образующимся in situ йодбензодигидрофураном и третбутилацетиленом [48].

Реакция проходит через электрофильное йодирование бензофурана споследующимарилированиемобразованногойодбензодигидрофурана,катализируемоеCuI/phen в присутствии фосфата калия в качестве основания при 130 ˚С:Miura c соавторами представил эффективный метод синтеза ароматических алкиновпутем прямого алкинилирования кислой связи С-H 1,3,4-оксодиазола алкинилбромидами.Прямой метод получения 2-алкинил-1,3,4-оксодиазолов включает использование йодида19меди(I) (5 мол%), phen (5 мол%) и t-BuOLi в толуоле при комнатной температуре и приводит кхорошим выходам продуктов сочетания [49]:Su c соавторами описали медь(II)-катализируемый метод создания С(sp2)-C(sp) связичерез прямое алкинилирование активированной ароматической C-H связи в перфтораренах сбольшим рядом терминальных алкинов.

Данный метод использует кислород в качествеокислителя и позволяет проводить алкинилирование полифтораренов (и тетрахлорпиридина) вмягких условиях [50]. Продукты, фторированные арилалкины, находят применение ворганическом синтезе и в химии материалов:Группа Daugulis недавно опубликовали прямое медь-катализируемое алкенилированиеактивированных ароматических соединений. Используя комбинацию йодида меди(I) (10 мол%),phen (10 мол%) и фосфата калия в смеси ДМФ/ксилол при 120-140 ˚С, С-H связь вполифтораренах может быть легко активирована для введения винильного заместителя в этупозицию [51]:Lui с сотр.