Catalisis de transferencia de fase

Universidad de Alcalá, Complutense, S. Pablo-CEU
Doctorado Interuniversitario QUIMICA MEDICA
METODOS NO CONVENCIONALES
EN SINTESIS DE FARMACOS
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
1
Julio Alvarez-Builla
Catalisis de transferencia de fase
UAH
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
FASE ORGANICA -APOLAR-
+ _
Q Nu
+ _
Q X
+ _
Q Nu
R-Cl
_
Nu
R-Nu
Nu-H
+
Q Cl
+
Q Cl
_
_
P. IONICO
FASE POLAR-BASICA2
Catalisis de transferencia de fase
UAH
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE, CATALIZADORES
CH3
CH 3
QUATS
N
+
CH 3
_
Cl
CH 3
CH 3
_
N
X
+
H 3C
TEBA Cl
CH 3
O
X
TBAS
X
O
O
ETERES
CORONA
O
O
O
O
O
O
_
TBAB
_
= Br
= HSO 4
O
O
O
O
O
O
O
O
O
18-CORONA-6
O
OTROS
CAT.
O
O
O
O
PEGs
GLYMAS
R
n
O
O R
O
N
O
O R
O
R
O
O
N O
O R
O N
O
TRIDENT
O
CRIPTANDO
3
Catalisis de transferencia de fase
UAH
O
CH 3
N
O
O
+
O
O
Na+
CH 3
CH 3
O
O
O
PARES IÓNICOS (LIPÓFILOS)
4
Catalisis de transferencia de fase
UAH
Nu a
baja concMedio no
prótico
FASE ORGANICA -APOLAR-
+ _
Q Nu
+ _
Q X
+ _
Q Nu
Fase
orgánica
sin
disolvente
Producto
acumulado
en fase
orgánica
R-Cl
_
Nu
R-Nu
+
Q Cl
+
Q Cl
Nu-H
_
_
P. IONICO
FASE POLAR-BASICA5
Catalisis de transferencia de fase
UAH
FASE ORGANICA -APOLAR-
+ _
Q Nu
INTERFASE
+ _
Q Nu
+ _
Q X
+ _
Q Nu
R-Cl
R-Nu
+
Q Cl
+
Q Cl
_
Nu
Nu-H
+
Q Cl
_
_
_
P. IONICO
FASE POLAR-BASICA-
M. Rabinovitz et al. Angew. Chem. 25, 960 (1986)
6
Catalisis de transferencia de fase
UAH
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE (MECANISMO DE EXTRACCION)
FASE ORGANICA -APOLAR-
INTERFASE
_
+
Q Nu
+ _
Q X
+ _
Q Nu
R-Cl
R-Nu
R-Cl
R-Nu
_
Nu
+
Q Cl
+
Q Cl
Nu-H
_
_
P. IONICO
M. Rabinovitz et al. Angew. Chem. 25, 960 (1986)
FASE POLAR-BASICA-
7
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE. SISTEMAS SOLIDO-LIQUIDO
FASE ORGANICA -APOLAR-
_
K+ Nu
_
R-Cl
K+ Cl
E
_
K+ Nu
_
K+X
_
K+Cl
Nu-H
BASE SOLIDA
C. Liotta et al. “Phase Transfer Catalysis” M. E. Halpern Ed. ACS, Washington (1996), cap. 3, pag 29. 8
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE. CATALISIS TRIFASICA
FASE ORGANICA -APOLAR-
_
Q Nu
CAT++
+
CAT+
Q X
_
+
CAT+
Q
_
Nu
R-Cl
_
Nu
_
CAT++
Q Cl
R-Nu
+
Nu-H
CAT+
Q
_
Cl
P. IONICO
FASE POLAR-BASICA9
N. Ohtani et al. “Phase Transfer Catalysis” M. E. Halpern Ed. ACS, Washington (1996), cap. 19, pag 248.
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE. CATALISIS TRIFASICA
CAT+
CH3
CH3
+
N R
CH3
XP
+
X-
CH3
CH3
10
N. Ohtani et al. “Phase Transfer Catalysis” M. E. Halpern Ed. ACS, Washington (1996), cap. 19, pag 248.
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
1992
1993
11
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
1. Catálisis de Transferencia de Fase
Aplicaciones Clásicas
12
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
SUSTITUCION NUCLEOFILA SOBRE Csp3
NaOH 50%
CN
Br
Br
_
TEBA Cl
CN
_
CN
CN
76%
Br
CH3
O
O
CH3
O
N
O
CH3
O
N
OH
CH3
Diciclonina (antiespasmódico)
13
M. Makosza, B. Serafinova, Rocz. Chem. 1996, 40, 1647
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
SUSTITUCION NUCLEOFILA SOBRE Csp3
1) base
CN
CH3
NaOH 50%
TEBA Cl
_
CN
CH3
Br
CH3
N
CN
H 3C
CH3
2)
H3C
Cl
H
N
CH3
CH3
CN CH3
M. Makosza y B. Serafinova, Rocz. Chem. 1966, 40, 1647
.
H3C
N CH3
CH3 H
Isoaminilo
14
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
SUSTITUCION NUCLEOFILA SOBRE Csp3
1) EtMgBr
2) H2O
NaOH 50%
_
78%
TBAB
Metadona
J. J. Taylor US Patent 4,242,274 (1980)
J. H. Poupaert et al.; J. Chem. Res. (S) 1981, 192
Trazas
15
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
ENLACES C-C
_
K2CO3, Bu4N HSO4
MeCN, 70-80Ί, 5h
90%
S. Khota, E. Brahmachary, J. Org. Chem. 2000, 65, 1359
16
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
SUSTITUCIÓ
SUSTITUCIÓN NUCLEOFILA AROMATICA
NaOH ac. 50%
TEBA Cl
_
M. Makosza et al. Tetrahedron 1974, 30, 3723
17
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
ENLACES C-C, SIN DISOLVENTE, MW
V. K. Gumaste, A. J. Khan, B. M. Bhawal, A. R. A. S. Deshmukh*
Indian J. Chem., 2004, 43B(2), 420-422
18
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
Catalisis de Transferencia de Fase
Adición nucleófila sobre Csp2
O
CH3
O
i
Ar-CHO
N
O
Ar
N
N
Ar
HO
Antihelmínticos
i : NaOH 50%, TEBA Cl
V. Dryanska y C. Ivanov, Tetrahedron Lett. 3519 (1975)
19
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
Catálisis de Transferencia de Fase
Sustitución nucleófila sobre heterociclos
Cl
Cl
F
F
i
N
N
i : KF, 2,2,2-criptato
N
El par CAT-KCl es mas estable que
el CAT-KF.
M. Makosza et al., Rocz. Chem. 51, 1643 (1977)
20
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
Catálisis de Transferencia de Fase
Sustitución nucleófila sobre heterociclos
CN
CN
CN
HO
N
N
O
N
Cl
Ph
i
O
N
Cl
O
tBu
H
O
Ph
N
O
tBu
Ph
H
N
tBu
H
Intermedio para antihipertensivos
i : NaOH 50%, tolueno, Aliquat
A. J. Serioduggan et al., Synthesis , 573 (1980)
21
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
Catálisis de Transferencia de Fase
Sustitución nucleófila sobre heterociclos
NH2
N
RO
NH2
N
N
Br
N
N
K (CAT) F
OR OR
RO
NH2
N
N
N
O
OR OR
R: COMe
N
N
Br
F
RO
F
N
N
O
OROR
K (CAT) Br
Mas estable
Antitumorales
Condiciones: acetonitrilo, 18-corona-6
Y. Kobayashi et al. , J. Chem. Soc., Chem. Comm. 430 (1976)
22
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
Catalisis de Transferencia de Fase
N-alquilaciones por SNCsp3
Cl
N
Me
Me
Me
N
H
i
N
N
N
NH
HN
OH
OH
OH
FENTOLAMINA
Bloqueante adrenérgico
i) NaH, DMSO
D. Lednicer y L. A. Mistcher "The Organic Chemistry of Drug Synthesis"
i) NaOH, H2O, TEBA Cl
M. Makosza et al. Rocz. Chem.49, 1203 (1975)
23
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
Catalisis de Transferencia de Fase
N-alquilaciones por SNCsp3
O
O
KOH polvo
TEBA Cl
H
NH
NH
O
Br
O
H
H
NH
O
NH
N
O
N
O
MeO
O
O
O
MeO
NOCARDICINA
Antibiótico
P. G. Mattingly y M.J. Miller, J. Org. Chem. 46, 1557 (1981).
24
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
Catálisis de Transferencia de Fase
N-alquilaciones por SNCsp3
Me
Cl
N
S
Me
S
S
i
N
H
N
Cl
Cl
N
Cl
N
i) NaNH2
P. Charpentier et al. , C. R. Acad. Sci. Paris,235, 59 (1952)
CLORPROMAZINA
Me
Me
i) 50% NaOH, TEBA Cl
J. Massé, Synthesis, 341 (1977).
25
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
N-ALQUILACIONES SN Csp3
H3C
NO2 O O
S
N
H
H2C
CH3
O
O
K2CO3, MeCN
CH3
TEBA Br, 80º, 2h
H3C
NO2 O O
S
N
CH3
O
CH3
H3C
NO2 O O
S
N
O
Br
+
H3C
O
CH3
O
CH2
N
CH3
91%
CH3
CH3
D. Albanese, D. Landini, V. Lupi, M. Penso, Eur. J. Org. Chem. 2000, 1443
26
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
Catalisis de Transferencia de Fase
O-alquilaciones por SNCsp3
Me
H
OMs
Me
HO
O
O
COOMe
COOMe
HN
HN
O
COOMe
Me
HN
Me
O
O
O
O
O
Derivados de BOC-Tirosina
Condiciones: 18-corona-6, K2CO3, DMF, C6H6
Condiciones clásicas: NaH, DMF
Rendimiento : 61 %
Rendimiento : 4%
A. M. Kolodziejczyk et al. J. Org. Chem. 46, 1944 (1981)
27
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
UNA APLICACIÓN VERDE
O
OH
O
H3C
O
O
CH3
K2CO3
O
CH3
Bu4N Br, 5h
100%
S. Ouk, S. Thiebaud, E. Borredon, P. Legars, L. Lecomte, Tetrahedron Lett. 2002, 43, 2661
28
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
ENLACE C-HET
Un proceso Williamson
TBAB
NaOH, 1h
100%
7 ejemplos 77-100%
G. D. Yadav, N. M.. Desai. Org. Process Res. Dev. 2005, 9, 749-756
29
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
Catálisis de Transferencia de Fase
Carbenos
Cl
Cl3 CH
i
Cl
C
Cl
QUAT
Cl
Cl
Cl
C
Cl
70-80% rend.
i : NaOH 50%, TEBA Cl,
Cond. tradicionales: Na+ EtO-/Cl3 CH,
K+tBuO-/Cl3 CH
M. Makosza y col., Tetrahedron Lett. 4659 (1969)
30
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
Catálisis de Transferencia de Fase
Carbenos
Cl
C
Cl
Cl
Cl
i
N
H
Cl3CH
N
N
Cl
C
Cl
H
Cl
Cl
Cl
Cl
i: NaOH 50%, TBAB
N
K. Kawashima et al. Chem. Pharm. Bull. 26, 942 (1978).
H
O
70%
31
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REACCIONES DE HETEROCICLACIÓ
HETEROCICLACIÓN
Ar Cl
+
N
N
Ar
9 ejemplos 60-75%
1) NaH, THF
CH3
Ar
N
N Ar
N
N
C
S
Me
Si Me
Me
+
I O
TfPh
CH3
S
60%
KF, 18-corona-6
THF
J. Xue, Y.Yang, X. Huang, SYNLETT 2007, 1533-1536
32
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REACCIONES DE HETEROCICLACIÓ
HETEROCICLACIÓN
C H3
Ar
+
N
N
Ar
Cl
–
Ar Cl
+
N
–
C
N
2
Ar
NaH, THF
1
Ar N
–
–
+
S
N
C
S
Ar
+
N
N
Ar
N
N
Ar
+
N
S
N
N
Ar
–
3
Ar
Ar
N
–
N
4
N Ar
N
4
S
S
C H3
60%
Me
Si Me
Me
+
I O
Ph
Tf-
KF, 18-corona-6
THF
33
J. Xue, Y.Yang, X. Huang, SYNLETT 2007, 1533-1536
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REACCIONES DE HETEROCICLACIÓ
HETEROCICLACIÓN
KF, 18-corona-6,
THF, OºC, 5h
49%
23 ejemplos 23-77%
J. Xue, Y.Yang, X. Huang, SYNLETT 2007, 1533-1536
34
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REACCIONES DE HETEROCICLACIÓ
HETEROCICLACIÓN
Me
Me
Me
Me
Me
Me
N
C
O
KF, 18-corona-6,
H
+
N
C
THF, OºC, 5h
Me
Me
Me
N
+
O
O
H
MeO
49%
O
H 3C
Me
Si Me
Me
O
tf
J. Xue, Y.Yang, X. Huang, SYNLETT 2007, 1533-1536
35
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REACCIONES DE OXIDACION
MnO4- Q+
Q+
MnO4- Q+
Q+ MnO2
MnO2
KMnO4
36
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REACCIONES DE OXIDACION
OXIDANTES
CATALIZADORES
KMnO4
PROCESOS
TBAB
DCH-18-CORONA-6
KHCrO4
OsO4
RuO4
H2O2
37
P. Cocagne et al Heterocycles, 1983, 20, 1379
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
OXIDACIÓN DE ALCOHOLES
OH
R
O
TBAS
10%NaOCl ac.
CH2Cl2, t.a.
75 min.
9 ejemplos (47-100%)
G. A. Lee, H. H. Friedman, Tetrahedron Lett. 1976, 1641-44
H
R
R
H
Me
Cl
%
76
78
82
38
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
OXIDACIÓN DE AMINAS
TBAS
10%NaOCl ac.
NH2
N
O
Cl
CH2Cl2, t.a.
120 min.
98%
G. A. Lee, H. H. Friedman, Tetrahedron Lett. 1976, 1641-44
39
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
OXIDACION CON DEGRAD.
Br
H3C
N
CH3
NaOH 50%
N
TBAB
H 3C
CH3
NaOH 50%
Benceno
OH
TEBA Cl
O2 o aire
H3C
N
CH3
Y. Masuma et al. Chem. Lett. 1439 (1977)
A. Donetti et al. Synthesis 1009 (1980)
O
O
HH3CC
3
N
CH3
N
O
N
CH
CH3 3
CH3
OH
Oxethazaina
Anestésico local
H3C
CH3
AlCl3
nitrobenceno
O
Cl
J. Seiffer et al. US Pat 2780,646 (1957)
CH3
CH3
40
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REACCIONES DE REDUCCION
Q+
Q+
Q+
Q+
NaBH4
41
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE. CONDICIONES ACIDAS
R
R1
HCl acuoso _
C16H33PBu3+ Br
OH
O
R
HBr acuoso
_
C16H33PBu3+ Br
R1
R2
R1
R2
H
R3
H
+
O
H
H
+
O
HBr acuoso
_
C16H33PBu3+ Br
R
R2
R1
Br
R2
Cl
Br Br
R2
R1
H
H
R3
D. Landini et al. Synthesis, 37 (1974), Synthesis, 771 (1978), J. Org. Chem.45, 3527 (1980)
42
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE. CONDICIONES ACIDAS
HBr acuoso
_
Bu4N+ Br
+
H3 C
O
O
H
MW 640W
5 min
O
O
HO
HBr acuoso
_
Bu4N+ Br
MW 640W
5 min
Br
78%
O
OH
+
H3C
OH
O
H3C
88%
Br
G. L. Kad et al. Org. Proc. Res.& Devel. 2003, 7, 339
43
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
2. Cross-coupling Reactions with
Organometallic Reagents
L
R2
L
Pd (0)
X UAH
2
1
14 e-
R2
Reductive
elimination
R1
Oxidative
addition
6
L
R2
L
Pd
R1
L
X
3 R2 Pd
L
16 e-
5
16 e-
Isomerization
J. J. Li, G. W. Gribble
“Palladium in
Heterocyclic Chemistry”
Pergamon (2000)
Transmetalation
L
R1
Pd
R2
L
4
16 e-
R1
MX 5
M
4
44
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE, ORGANOMETALICOS
Pdº
~2nm
Ar-Br
K2CO3
TBAB
PdII
Br¯ N+Bu4
Pd Nanoparticulas
Estabilizadas, no forman
Pd black fácilmente
Pd black
Br¯
Br¯
N+Bu4
N+Bu4
Br¯
Ar Ar'
Br¯
N+Bu4
N+Bu4
Pd0
H2O, MW
OH
Ar' B
OH
N+Bu4 Br¯
M. T. Reetz, J. G. de Vries, Chem. Commun. 2004, 1559
45
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REACTIVOS ORGANOMETALICOS
ACOPL. DE SONOGASHIRA
Br
CuI, PdCl2(PPh3)2
Bu4NI, Tolueno
NaOH ac., 80º, 24h
H
45%
10 ejemplos 51-95%
H. F. Chow et al. , J. Org. Chem. 66, 1910 (2001)
46
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REACT. ORGANOMETALICOS
HETEROCICLACIÓN Y CICLACIÓN DE LAROCK
CO2Et
CO2Et H C
3
I
11 ejemplos (45-86%)
CH3
CH3
CH3
Pd(OAc)2
EtO2C CO2Et
EtO2C
CO2Et
tBu
n-Bu4NCl, KOAc
DMF, N2, 80ºC
48 h
tBu
Pd
CH3
CH3
86%
R. C. Larock y col. Org. Lett. 2005, 7, 4963-4966
47
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
1. Catálisis de Transferencia de Fase
Inducción Asimétrica
48
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
ALGUNOS CATALIZADORES QUIRALES
H2C
H 2C
H
OH
N
H
N
_
+
H
X
H2C
H
N
HO
H
X
H 2C
H
X
N
_
+
O
H
N
3
Corey, 1997
_
H
X
X
H2C
H2C
_ H 3C
H
R
X
H2C
+
_
+
N
2
O´Donnell, 1989
R
_
H
H2C
N
O
H
1
Dolling, 1984
H 2C
H
N
O
+
H
H 2C
HH
HH
N
O
H
6a
+
H3C
R
6b
N
N
5
4
N
Jew & Park, 2001
Lygo, 1997
49
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CTF: COMPUESTOS QUIRALES
H
N
H2C
N
H
N
HO
H2C
+
N
+
H
OH
H
R
R
N-bencilcinchoninio Cl
1a
Cl
Cl
O
CH3
O
1a
tolueno
50% NaOH
CH3
C H3
H2C
N-bencilcinchonidinio Cl
1b
O
Cl
O
Cl
–
Cl
O
C H3
O
Cl
CH3
O
C H3
C H3
C H3
R, 95%, 80ee
O
R. S. E. Conn, A. V. Lovell, S. Karadi, L. M., Weinstock, J. Org. Chem. 51, 4710 (1986)
50
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CTF: COMPUESTOS QUIRALES
N
H
H2C
N
H
+
HO
H2C
N
+
N
H
H
R
N-bencilcinchoninio Cl
1a
OH
R
N-bencilcinchonidinio Cl
1b
1a, Cl2CH2
NaOH, 5%
O
N
O
3
CHCH
3
OH
N
CH3
O
N
O
O
CH3
3
CHCH
3
H
O
O
O
CH3
3
CHCH
3
85%, 40%de
O
CH3
CH3
C. M. Gasparski, M. J. Miller, Tetrahedron 47, 5367 (1991)
51
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CTF: COMPUESTOS QUIRALES
1d, tolueno
KOtBu, 1min
S, 82%, 84%ee
L. Tφke, L. Fenichel, M. Albert, Tetrahedron Lett. 36, 5951 (1995)
52
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CTF: COMPUESTOS QUIRALES
H2C
H
_
CH2
H
_
X
H
O
H
H2C
X
+
+
N
N
CH2
6b
N
N
O
N
H
O
H
O
CH3
CH3
CH3
Br
Catalizador 6b
KOH ac. 50%
O
N
O
CH3
CH3
CH3
O
N
O
CH3
CH3
CH3
Tolueno/CHCl3
0º, 10h
95%, 97% ee
H. Park, B. S. Yeong, M. S. Yoo, J. H. Lee, M. J. Kim, S. Jew, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 3036
53
Catalisis de transferencia de fase
UAH
SINTESIS DE AMINOÁCIDOS QUIRALES
Ar
Br
_
F
N
F
+
Ar
F
Ar
O
O
Ph
N
Ph
O
tBu
Br
(0,01-0,1 mol%) Catalizador
KOH, ac. 50%, tolueno
0ºC, 1-64 h
Ph
N
O
tBu
Ph H
97%
(99% ee)
M. Kitamura, S. Shirakawa, K. Maruoka, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 1549-1551
54
Catalisis de transferencia de fase
UAH
SINTESIS DE AMINOÁCIDOS QUIRALES
H3C
H
Br
H
_
+
N
HO
H
N
O
O
Ph
N
O
tBu
Br
Ph
(0,01-0,1 mol%) Catalizador
tBu
O
Ph H
KOH, ac. 50%, tolueno
25ºC, 9 h
Ph
N
91%
19 ejemplos, 78-94% (10-94%ee)
55
S. Elango, M.Venugopal, P. S. Suresh, Tetrahedron, 2005, 61, 1443-1447
Catalisis de transferencia de fase
UAH
FORMACION DE ENLACES C-HET
CIANOFORMILACION ENANT.
H
H2C
H
N
2 Cl
+
N
OH
+
N
CH2
HO
O
PMP
O
O
H
H3C
O
Catalizador
CN
O
Cl2CH2, Et3N,
10ºC, 3 h
PMP
O
CN
CH3
99% 88%ee
14 ejemplos, 86-99% (40-88%ee)
R. Chinchilla, C. Nájera, F. J. Ortega, Tetrahedron Asymmetry, 2008, 19(3), 265-268
56
Catalisis de transferencia de fase
UAH
SINTESIS DE AMINOÁ
AMINOÁCIDOS QUIRALES
Ar
Br
_
CF3
N
+
Ar
CF3
Ar
O
O
O
N
O tBu
H2 C
Br
O
O
O
Catalizador
N
K2CO3 ac. saturado, o-xileno
0ºC, 9h
O
tBu
10 ejemplos 84-99%, (87-95%ee)
O tBu
O CH
2
84%
(90% ee)
tBu
T. Ooi, T. Miki, K. Maruoka, Org. Lett.. 2005, 7, 191-193
57
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CTF: COMPUESTOS QUIRALES
OH
+
N
N
Cl
N
Me
Cl2CH2, t.a.
K2CO3/KOH
N
H
C
H
N
H3O+
J. J. Eddine, M. Cherqaoui, Tetrahedron Asymmetry 6, 1225 (1995)
H
H2N
S, 70%, 94%ee 58
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
CTF: COMPUESTOS QUIRALES
TsCl, MeOH
Tolueno, KOH ac.
Br
UAH
UNA TRANSPOSICION DE NEBER
_
_
2) BzCl, piridina
DCM
T. Ooi, M. Takahashi, K. Doda, K. Maruoka,
J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7640
3) 6N HCl
81%, 70% ee
59
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
ENLACES C-C, ENANTIOSELECTIVO
Ar
Br
CF3
CF3
_
+
N
CF3
Ar
Ar
CF3
H3C
CH3
NO2
O
O
iPro
O2N
CAT
Cs2CO3
H
O
Tolueno, OºC
F
O
O
iPro
O
F
iPro
O
O
iPro
99% (98% ee)
9 ejemplos (97-99%, 88-99% ee)
T. Ooi; S. Fujioka; K. Maruoka* J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 11790-11791
60
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
SEPARACION DE MEZCLAS Z/E
O
O
tBu
TEBA Cl, NaOH ac 50%
CH2Cl2, 10-15ºC
5-6 h
O
O
O
O
tBu
O
O
O
E/Z 1/4
9 ejemplos (50-84%)
tBu
84% pureza 98%
Sobre el total de isómero
en la mezcla
Trazas
O
O
O
Queda en la fase
acuosa
A. Jonczyk*, T. Zomerfeld Tetrahedron Lett., 2003, 44(11), 2359
61
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REACCIONES DE OXIDACION
EPOXIDACION ENANT. N
N
H2O2, 30% ac.
LiOH, H2O,
t.a. 20 h
+
H3C
O
O
98%
12 ejemplos, 60-98%
O
O
NaOCl ac., Tolueno,
t.a., 12-24 h.
N
O
CH3
N
O
Ph
Br
+
98%, 86% e.e.
5 ejemplos, 75-98% 84-98% e.e.
_
V. K. Singh et al, SYNLETT 807 (2000)
B. Lygo et al. Tetrahedron Lett. 1343 (2001)
62
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
OXIDACIÓN QUIRAL DE ALQUENOS
H3C
O
O
O
N
O
O
O
O
OH
O
Catalizador
t-BuOOH
NaOH 20%
O
O
O
tolueno, 5ºC
60 min.
82% (92 ee)
T. Bako, P. Bako, G. Keglevich, P. Bombicz, M. Kubinyi, K. Pal, S. Bodor, A. Mako, L. Toke,
Tetrahedron Asymm. 2004, 1589-95
63
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REACCIONES DE CONDENSACION
R DARZENS ASIMÉTRICA
O
CH3
H 2C
OH
H
+
N
N
_
Br
H
H
F
F
O
H
Cl
OO
S
PTC, RbOH ac.
O
F
OO
S
Ph
Tolueno, ta, 8h
11 ejemplos 80-95%, 71-97% ee
91%, 90% e.e.
J. M. Ku, M. S. Yoo, H. Park, S. Jew, B. S. Jeong, Tetrahedron, 2007, 63(34) 8099-8103
64
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
ENLACE C-C STRECKER ASIMÉTRICA
Ar
I
_
CH3
N
+
CF3
Ar
CH3
CF3
Ar
OO
S Mes
N
KCN
H
H3C CH
3
OO
S Mes
HN
CAT
tolueno, agua
CN
OºC, 8h
H3C CH
3
95% (98%ee)
7 ejemplos
81-98% (88-98%ee)
T. Ooi*; Y. Uematsu; K. Maruoka* J. Am. Chem. Soc., 2006, 128(8), 2548-2549
65
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
ENLACE C-C AMINOÁCIDOS RAMIFICADOS
CF3
CF3
Ar
+
Ar
N
CF3
Ar
Br
CF3
CH3
Br
F
O
Ph
N
O
CH3
CH3
CH3
Ph
CAT
18-corona-6
tolueno, KOH ac.
OºC, 4,5h
CH3 O
F
CH3
CH3
O
CH3
NH2
93% (97%ee)
Syn:anti>95:5
5 ejemplos
45-93% (86-99%ee)
T. Ooi*; D. Kato; K. Ohmatsu; K. Maruoka* Org. Lett., 2007, 9(20), 3945-3948
66
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
REVIEWS
Recent Advances in asymmetric PTC
T. Ool, K. Maruoka, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46(23), 4222-4266
Practical Aspects of Recent Asymetric Phase Transfer Catalysis
K. Maruoka, Org. Proc. Res. Dev. 2008, 12, 679–697.
67
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE
FASE
•
•
•
•
VENTAJAS:
NO REQUIERE DISOLVENTES ANHIDROS, Y A VECES NI
DISOLVENTE
ES POSIBLE FORMAR CARBANIONES NO ACCESIBLES CON BASES
DÉBILES, Y BARATAS....
LA ESPECIE REACTIVA ES TRANSFERIDA A LA FASE ORGANICA EN
PEQUEÑAS CONCENTRACIONES
68
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
(g) O’Donnell, M. J. Aldrichimica Acta 2001, 34, 3.
(h) Maruoka, K.; Ooi, T. Chem. Rev. 2003, 103, 3013. (i)
O’Donnell, M. J. Acc. Chem. Res. 2004,37, 506.
(j) Lygo, B.; Andrews, B. I. Acc. Chem. Res. 2004, 37, 518.
(k) Vachon, J.; Lacour, J. Chimia 2006, 60, 266.
(l) Ooi, T.; Maruoka, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 4222.
(m) Maruoka, K.; Ooi, T.; Kano, T. Chem. Commun. 2007, 1487.
(n) Ooi, T.; Maruoka, K. Aldrichmica Acta 2007, 40, 77.
(o) Hashimoto, T.; Maruoka, K. Chem. ReV. 2007, 107, 5656.
69
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
(4) Lipkowitz, K. B.; Cavanaugh, M. W.; Baker, B.; O’Donnell, M. J. J. Org. Chem. 1991, 56, 5181.
(5)Lygo, B.; Andrews, B. I.; Crosby, J.; Peterson, J. A. Tetrahedron Lett. 2002, 43, 8015
70
(6) Corey, E. J.; Xu, F.; Noe, M. C. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12414.
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
K. Maruoka, Org. Proc. Res. Dev. 2008, 12, 679–697.
71
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
K. Maruoka, Org. Proc. Res. Dev. 2008, 12, 679–697.
72
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
73
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
74
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
75
CATALISIS DE TRANSFERENCIA DE FASE
UAH
76
77