Восстановление CBS, энантиоселективный катализ – органическая химия, механизм реакции

Ещё одно вводное видео по энантиоселективному катализу в органической химии. В данном случае вторичные кетоны могут быть синтезированы с высоким энантиомерным избытком из исходного кетона посредством реакции восстановления CBS. По сути, восстановление CBS представляет собой хиральную версию более известного реагента – боргидрида натрия NaBH₂.

#химия #органическаяхимия #ochem #orgo #наука #stem #образование #изучение #катализатор #катализ #синтез #молекула #стереохимия

Восстановление CBS – одно из самых надёжных каталитических асимметрических превращений в органической химии. Оно включает в себя прохиральные кетоны и нуклеофильное гидридное восстановление с очень высокой энантиоселективностью по отношению к хиральному вторичному спирту при условии хорошей стерической дифференциации двух групп, присоединённых к карбонильной группе. Продукты легко очищаются и часто синтезируются с высоким энантиомерным избытком (или диастереомерным соотношением, если применимо). Этот пример каталитического восстановления, использующего активацию реагента кислотой Льюиса и основанием Льюиса, легко реализуется в лаборатории, а продукт легко получить и очистить.

Катализатор CBS синтезирован из природной аминокислоты пролина, которая доступна в виде энантиомера в природе. Пролин сначала этерифицируется, а затем эфир обрабатывается реактивом Гриньяра для образования аминоспирта. Координация моноалкилбороновой кислоты образует ключевой катализатор кислоты Льюиса, состоящий из 5,5-бициклической кольцевой структуры с выпуклой и вогнутой гранями. Прохиральный кетон координируется и активируется на выпуклой грани. Соседний атом азота затем может действовать как основание Льюиса на боране (BH₃), активируя его как боргидрид и, следовательно, также как нуклеофил или восстановитель. При этой двойной активации запускается внутримолекулярная реакция восстановления кетона, и, поскольку она внутримолекулярная, реакция будет протекать с более высокой скоростью, чем любая другая возможная межмолекулярная реакция. Внутримолекулярная доставка гидридного нуклеофила происходит через переходное состояние шестичленного кольца. Однако переходное состояние с самой низкой энергией не является конформацией кресла, как это обычно бывает в реакциях, которые хорошо предсказываются моделью Циннермана-Тракслера. Переходное состояние восстановления CBS представляет собой конформацию ванны, и, таким образом, переходное состояние с самой низкой энергией помещает наибольший заместитель в прохиральном кетонном реагенте в псевдоэкваториальное положение и исключает стерическое столкновение с любой алкильной группой самого катализатора.