Noyoris asymmetriske hydrogeneringredit
en af de mere klassiske anvendelser af DKR er Noyoris asymmetriske hydrogenering. Tilstedeværelsen af et surt center mellem to carbonylgrupper muliggør let epimerisering ved det chirale center under basale betingelser. For at vælge en af de fire mulige stereoisomerer anvendes en BINAP-Ru-katalysator til at kontrollere resultatet af reaktionen gennem den steriske masse af fosforliganden. Nogle af de tidlige transformationer er vist nedenfor.
for yderligere at forstå det stereokemiske resultat skal man se på overgangsstatens geometri.
den steriske masse af BINAP-liganden kombineret med koordineringen af ruthenium til carbonyl iltatomer resulterer i høj selektivitet til hydrogenindsættelse på det ene ansigt. Denne resulterende stereokemi af (R,S) og (R, R) opnås i 94,5% udbytte, mens de andre tre stereoisomerer spænder fra 0,5-3% udbytte. Noyoris resultater fra 1990 banede vejen for endnu mere nyttige anvendelser af DKR.
asymmetrisk konjugatreduktionrediger
omkring et årti senere anvendte Jurkauskas og Buchvald også dynamisk kinetisk opløsning mod hydrogenering af konjugerede systemer. 1,4 tilsætning til cykliske enoner er ret almindelig i mange reaktionsordninger, men asymmetriske reduktioner i nærvær af et let epimeriserbart center øger kompleksiteten, når man forsøger at ændre kun et center. Gennem anvendelse af en kobberkatalyseret reaktion var Buchvald imidlertid i stand til at opnå 1,4 reduktion i stort enantiomerisk overskud (ee). For at opnå en høj epimeriseringshastighed blev en stærk voluminøs base som natrium-t-butokse anvendt til at sikre hurtig ligevægt.
kobber viste sig at være et fremragende metal i denne reaktion på grund af dets evne til at kompleksere med iltet, når brintet blev tilsat. At være et blødt metal foretrækker kobber i høj grad 1,4 tilsætning over 1,2 tilsætning, hvor alken er en blødere mere polariserbar elektrofil. Igen blev BINAP den valgte ligand på grund af dens steriske selektivitet og sænkede overgangstilstandsenergien for udgangsmateriale i venstre kolonne. Derudover blev PMHS anvendt som en relativt mindre reaktiv silan. Dette forhindrede tab af ee før afbeskyttelse med tetra-n-butylammoniumfluorid (TBAF).
asymmetrisk aldolreaktionredit
ud over hydrogeneringsreaktioner er andre bindinger dannet ved hjælp af DKR og er meget vellykkede. Aldolreaktionen er blevet grundigt undersøgt primært på grund af den iboende udfordring at danne en kulstof-kulstofbinding. Afdeling og kolleger har været i stand til at bruge den prolinkatalyserede aldolreaktion i tandem med dynamisk kinetisk opløsning for at opnå en høj enantioselektiv reaktion.
i denne reaktion katalyserer prolin reaktionen gennem dannelse af et enamin-mellemprodukt, der er stærkt nukleofilt. Syregruppen på katalysatoren hjælper med at lette dannelsen af kulstof-carbonbindinger ved at koordinere med aldehydiltet. Dette forbedrer i høj grad stereoselektivitet og udbytte. Afdeling og hans medarbejdere fandt også, at ved at tilsætte spormængder vand til DMSO-opløsningsmidlet øger det i høj grad udbyttet af reaktionen, sandsynligvis ved at hjælpe protonoverførsel fra prolin til den nyligt dannende alkohol.
selektiviteten for dette produkt kan bedst forklares af Felkin-modellen. Den cykliske (E) – enamin er i stand til at gennemgå en gunstig overgangstilstand, hvor aldehydet vedtager et antiforhold i forhold til den indkommende nukleofil såvel som et 1,2 syn-forhold mellem aldehydet og dets tilstødende ringsystem. Overgangstilstanden er vist ovenfor.
metalreaktionerredit
for nylig har mange forskergrupper forsøgt at anvende syntetiske stoffer i DKR-syntetiske ruter. På grund af den generelt høje specificitet for substrater viser det sig at være vitale katalysatorer til binding til kun en stereoisomer i den racemiske blanding. I 2007 opdagede han en metal-koblet reaktion, der omdanner allyliske acetater til allyliske alkoholer med fremragende stereospecificitet.
i denne reaktion anvendes et PD (0) kompleks til at interkonvertere acetatcentrets chiralitet med en hastighed, der er hurtig nok til at sikre fuldstændig racemisering. Når dette er opnået hydrolyserer CALB selektivt (R) substratet på grund af den lave bindingsaffinitet for (S) substratet. Dette giver næsten udelukkende (R) allylisk alkohol i 98% ee.
for at udvide denne kemi konstruerede B. R. R. Et to-reaktionssystem med en pot, der udnytter det stereokemiske resultat af en DKR-reaktion til at gennemgå en anden energisk gunstig reaktion med høj enantioselektivitet.
denne gang bruges et rutheniumkompleks til at racemisere allylisk alkohol på samme måde som det foregående eksempel. Tilsætningen af CALB katalyserer reaktionen mellem (R) isomeren og esterreagensen til dannelse af et produkt med en dien og en dienofil. Dette mellemprodukt kan derefter gennemgå en tandem Diels-Alder reaktion for at opnå et anstændigt udbytte med 97% ee.
naturlig produktsynteseredit
dynamisk kinetisk opløsning er også blevet anvendt på den samlede syntese af en række naturlige produkter. I 2007 anvendte han en anden metal-koblet reaktion til at syntetisere det naturlige produkt (R) – Bufuralol.
det vigtigste trin, som litteraturen påpeger, bruger DKR til at omdanne chlorhydrinet til (S)-acetatet ved hjælp af en lipase og en rutheniumkatalysator.
lipasen PS-C” Amano ” II er rapporteret i litteraturen at være særlig enantioselektiv for 1-phenyl-2-chlorethanolmotivet. Det er en af de mest almindelige årsager til, at en person er i stand til at udføre en sådan procedure, at han eller hun er i stand til at bestemme, om han eller hun er i stand til at udføre sin opgave. Her anvendes isopropenylacetat som acyldonor. Produktet opnås i fremragende udbytte (96%) og næsten perfekt enantiomerisk overskud (>99%).
