Реакция Кулинковича

Поделись знанием:
Перейти к: навигация, поиск

Реакция Кулинковича — синтез циклопропанолов по реакции сложных эфиров с реагентами на основе низковалентного титана, генерируемыми in situ из реактивов Гриньяра и алкоксидов титана(IV). Реакция была открыта О. Г. Кулинковичем и сотр. в 1989 году[1][2]. При использовании реактивов Гриньяра с алкильной группой, отличной от этильной, реакция приводит к образованию 1,2-диалкилциклопропанолов, преимущественно, цис-конфигурации[3].





Механизм реакции

Общепринятый механизм начинается с двух стадий переметаллирования реактива Гриньяра с образованием диалкилдиизопропоксититанового комплекса, который затем подвергается реакции β-элиминирования с выделением молекулы алкана и титанациклопропана 1. Далее следует внедрение карбонильной группы сложного эфира по связи углерод-титан. Оксатитанациклопропан 2 перегруппировывается в β-титанокетон 3. Наконец, внедрение карбонильной группы 3 в оставшуюся связь углерод-титан приводит к формированию циклопропанового цикла в составе титанового циклопропанолята 4. На завершающей стадии происходит регенерация каталитической частицы и образование магниевого алкоголята циклопропанола 5[4]. Механизм данной реакции был изучен методом теории функционала плотности, в частности, было показано, что реакция должна протекать быстро, необратимо и с экзотермическим эффектом[5]. В 2007 году в качестве активных каталитических частиц были предложены промежуточно образующиеся титановые ат-комплексы[6].

Реакция с лигандным обменом

В 1993 году было показано, что промежуточный титанациклопропановый реагент 1 может подвергаться лигандному обмену в присутствии внешнего алкена[7]. Использование лигандного обмена позволяет получать более замещённые циклопропанолы. Для проведения таких реакций предложены циклические реактивы Гриньяра, позволяющие в некоторых случаях повысить выход продукта лигандного обмена[8]. Реакция Кулинковича с лигандным обменом была также реализована во внутримолекулярном варианте[9].

Асимметрическая реакция Кулинковича

В 1994 году Э. Дж. Кори предложил энантиоселективный вариант реакции Кулинковича, в котором использован хиральный катализатор на основе таддола. При этом удалось получить продукт с энантиомерной чистотой, равной 78 %[10].

Модификации

Модификация де Майере

Модификация Армина де Майере (нидерл. Armin de Meijere) предполагает замену сложных эфиров на амиды, что приводит к получению циклопропиламинов[11][12].

Модификация Шимоньяка

В модификации Шимоньяка (польск. Jan Szymoniak) субстратом выступает нитрил, а продуктом реакции является циклопропиламин с первичной аминогруппой[13].

Применение

Реакция Кулинковича служит для синтеза замещённых циклопропанолов, однако, сами циклопропанолы далее могут быть превращены в различные продукты раскрытия циклопропанового фрагмента[14][15]. Это позволило применить реакцию в синтезе многочисленных природных соединений, например, алкалоидов (витасомнин, мезембрин, конгидрин), ряда феромонов насекомых (ипсдиенол, ипсенол, стигмолон, бревикомин, диспарлюр), аналогов аминокислот и др.[16] Демонстрацией возможностей реакции циклопропанирования может служить предложенный Кулинковичем полный синтез эпотилона D, в ходе которого синтез и превращения циклопропановых фрагментов были реализованы шесть раз[17].

См. также

Напишите отзыв о статье "Реакция Кулинковича"

Примечания

  1. ↑ Кулинкович О. Г., Свиридов С. В., Василевский Д. А., Притыцкая Т. С. Реакция этилмагнийбромида с эфирами карбоновых кислот в присутствии тетраизопропоксида титана // Ж. орг. хим.. — 1989. — Т. 25, № 10. — С. 2244-2245.
  2. ↑ Kulinkovich O. G., Sviridov S. V., Vasilevski D. A. Titanium(IV) Isopropoxide-Catalyzed Formation of 1-Substituted Cyclopropanols in the Reaction of Ethylmagnesium Bromide with Methyl Alkanecarboxylates (англ.) // Synthesis. — 1991. — Vol. 1991, no. 3. — P. 234. — DOI:10.1055/s-1991-26431.
  3. ↑ Смит В. А., Дильман А. Д. Основы современного органического синтеза. — Москва: Бином. Лаборатория знаний, 2009. — С. 472. — 750 с.
  4. ↑ Кулинкович О. Г. Алкилирование производных карбоновых кислот диалкоксититанациклопропановыми реагентами // Известия Академии наук. Серия химическая. — 2004. — № 5. — С. 1022–1043.
  5. ↑ Wu Y.-D., Yu Z.-X. A Theoretical Study on the Mechanism and Diastereoselectivity of the Kulinkovich Hydroxycyclopropanation Reaction (англ.) // J. Am. Chem. Soc. — 2001. — Vol. 123, no. 24. — P. 5777–5786. — DOI:10.1021/ja010114q.
  6. ↑ Kulinkovich O. G., Kananovich D. G. Advanced Procedure for the Preparation of cis-1,2-Dialkylcyclopropanols – Modified Ate Complex Mechanism for Titanium-Mediated Cyclopropanation of Carboxylic Esters with Grignard Reagents (англ.) // Eur. J. Org. Chem. — 2007. — Vol. 2007, no. 13. — P. 2121–2132. — DOI:10.1002/ejoc.200601035.
  7. ↑ Kulinkovich O. G., Savchenko A. I., Sviridov S. V., Vasilevski D. A. Titanium(IV) Isopropoxide-catalysed Reaction of Ethylmagnesium Bromide with Ethyl Acetate in the Presence of Styrene (англ.) // Mendeleev Commun.. — 1993. — Vol. 3, no. 6. — P. 230–231. — DOI:10.1070/MC1993v003n06ABEH000304.
  8. ↑ Lee J., Kim H., Cha J. K. A New Variant of the Kulinkovich Hydroxycyclopropanation. Reductive Coupling of Carboxylic Esters with Terminal Olefins (англ.) // J. Am. Chem. Soc. — 1996. — Vol. 118, no. 17. — P. 4198–4199. — DOI:10.1021/ja954147f.
  9. ↑ Lee J., Kang C. H., Kim H., Jin Kun Cha J. K. Intramolecular Hydroxycyclopropanation of ω-Vinyl Carboxylic Esters (англ.) // J. Am. Chem. Soc. — 1996. — Vol. 118, no. 1. — P. 291–292. — DOI:10.1021/ja953055n.
  10. ↑ Corey E. J., Rao S. A., Noe M. C. Catalytic Diastereoselective Synthesis of Cis-1,2-Disubstituted Cyclopropanols from Esters Using a Vicinal Dicarbanion Equivalent (англ.) // J. Am. Chem. Soc. — 1994. — Vol. 116, no. 20. — P. 9345–9346. — DOI:10.1021/ja00099a068.
  11. ↑ Chaplinski V., de Meijere A. A Versatile New Preparation of Cyclopropylamines from Acid Dialkylamides (англ.) // Angew. Chem. Int. Ed. — 1996. — Vol. 35, no. 4. — P. 413–414. — DOI:10.1002/anie.199604131.
  12. ↑ de Meijere A., Winsel H., Stecker B. [www.orgsyn.org/orgsyn/orgsyn/prepContent.asp?prep=v81p0014 Facile Syntheses of Aminocyclopropanes: N,N-Dibenzyl-N-(2-ethenylcyclopropyl)amine]. Organic Syntheses, Vol. 81, p.14 (2005). Проверено 1 февраля 2013. [www.webcitation.org/6EM2UfqMN Архивировано из первоисточника 11 февраля 2013].
  13. ↑ Bertus P., Szymoniak J. New and easy route to primary cyclopropylamines from nitriles (англ.) // Chem. Commun. — 2001. — P. 1792-1793. — DOI:10.1039/B105293B.
  14. ↑ Wolan A., Six Y. Synthetic transformations mediated by the combination of titanium(IV) alkoxides and grignard reagents: selectivity issues and recent applications. Part 1: reactions of carbonyl derivatives and nitriles (англ.) // Tetrahedron. — 2010. — Vol. 66, no. 1. — P. 15–61. — DOI:10.1016/j.tet.2009.10.050.
  15. ↑ Wolan A., Six Y. Synthetic transformations mediated by the combination of titanium(IV) alkoxides and Grignard reagents: selectivity issues and recent applications. Part 2: Reactions of alkenes, allenes and alkynes (англ.) // Tetrahedron. — 2010. — Vol. 66, no. 17. — P. 3097–3133. — DOI:10.1016/j.tet.2010.01.079.
  16. ↑ Haym I., Brimble M. A. The Kulinkovich hydroxycyclopropanation reaction in natural product synthesis (англ.) // Org. Biomol. Chem. — 2012. — Vol. 10, no. 38. — P. 7649–7665. — DOI:10.1039/c2ob26082d.
  17. ↑ Hurski A. L., Kulinkovich O. G. Total synthesis of epothilone D by sixfold ring cleavage of cyclopropanol intermediates (англ.) // Tetrahedron Lett. — 2010. — Vol. 51, no. 27. — P. 3497–3500. — DOI:10.1016/j.tetlet.2010.04.109.

Литература

Книги

  • Смит В. А., Дильман А. Д. Основы современного органического синтеза. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. — С. 469-476. — ISBN 978-5-94774-941-0.

Обзоры

  • Kulinkovich O. G., de Meijere A. 1,n-Dicarbanionic Titanium Intermediates from Monocarbanionic Organometallics and Their Application in Organic Synthesis // Chem. Rev. — 2000. — Т. 100, № 8. — С. 2789–2834. — DOI:10.1021/cr980046z. — PMID 11749306.
  • Кулинкович О. Г. Алкилирование производных карбоновых кислот диалкоксититанациклопропановыми реагентами // Известия Академии наук. Серия химическая. — 2004. — № 5. — С. 1022–1043.
  • Wolan A., Six Y. Synthetic transformations mediated by the combination of titanium(IV) alkoxides and grignard reagents: selectivity issues and recent applications. Part 1: reactions of carbonyl derivatives and nitriles // Tetrahedron. — 2010. — Т. 66, № 1. — С. 15–61. — DOI:10.1016/j.tet.2009.10.050.
  • Wolan A., Six Y. Synthetic transformations mediated by the combination of titanium(IV) alkoxides and Grignard reagents: selectivity issues and recent applications. Part 2: Reactions of alkenes, allenes and alkynes // Tetrahedron. — 2010. — Т. 66, № 17. — С. 3097–3133. — DOI:10.1016/j.tet.2010.01.079.
  • Haym I., Brimble M. A. The Kulinkovich hydroxycyclopropanation reaction in natural product synthesis // Org. Biomol. Chem. — 2012. — Т. 10, № 38. — С. 7649–7665. — DOI:10.1039/c2ob26082d.

Отрывок, характеризующий Реакция Кулинковича



Здоровье и характер князя Николая Андреича Болконского, в этот последний год после отъезда сына, очень ослабели. Он сделался еще более раздражителен, чем прежде, и все вспышки его беспричинного гнева большей частью обрушивались на княжне Марье. Он как будто старательно изыскивал все больные места ее, чтобы как можно жесточе нравственно мучить ее. У княжны Марьи были две страсти и потому две радости: племянник Николушка и религия, и обе были любимыми темами нападений и насмешек князя. О чем бы ни заговорили, он сводил разговор на суеверия старых девок или на баловство и порчу детей. – «Тебе хочется его (Николеньку) сделать такой же старой девкой, как ты сама; напрасно: князю Андрею нужно сына, а не девку», говорил он. Или, обращаясь к mademoiselle Bourime, он спрашивал ее при княжне Марье, как ей нравятся наши попы и образа, и шутил…
Он беспрестанно больно оскорблял княжну Марью, но дочь даже не делала усилий над собой, чтобы прощать его. Разве мог он быть виноват перед нею, и разве мог отец ее, который, она всё таки знала это, любил ее, быть несправедливым? Да и что такое справедливость? Княжна никогда не думала об этом гордом слове: «справедливость». Все сложные законы человечества сосредоточивались для нее в одном простом и ясном законе – в законе любви и самоотвержения, преподанном нам Тем, Который с любовью страдал за человечество, когда сам он – Бог. Что ей было за дело до справедливости или несправедливости других людей? Ей надо было самой страдать и любить, и это она делала.
Зимой в Лысые Горы приезжал князь Андрей, был весел, кроток и нежен, каким его давно не видала княжна Марья. Она предчувствовала, что с ним что то случилось, но он не сказал ничего княжне Марье о своей любви. Перед отъездом князь Андрей долго беседовал о чем то с отцом и княжна Марья заметила, что перед отъездом оба были недовольны друг другом.
Вскоре после отъезда князя Андрея, княжна Марья писала из Лысых Гор в Петербург своему другу Жюли Карагиной, которую княжна Марья мечтала, как мечтают всегда девушки, выдать за своего брата, и которая в это время была в трауре по случаю смерти своего брата, убитого в Турции.
«Горести, видно, общий удел наш, милый и нежный друг Julieie».
«Ваша потеря так ужасна, что я иначе не могу себе объяснить ее, как особенную милость Бога, Который хочет испытать – любя вас – вас и вашу превосходную мать. Ах, мой друг, религия, и только одна религия, может нас, уже не говорю утешить, но избавить от отчаяния; одна религия может объяснить нам то, чего без ее помощи не может понять человек: для чего, зачем существа добрые, возвышенные, умеющие находить счастие в жизни, никому не только не вредящие, но необходимые для счастия других – призываются к Богу, а остаются жить злые, бесполезные, вредные, или такие, которые в тягость себе и другим. Первая смерть, которую я видела и которую никогда не забуду – смерть моей милой невестки, произвела на меня такое впечатление. Точно так же как вы спрашиваете судьбу, для чего было умирать вашему прекрасному брату, точно так же спрашивала я, для чего было умирать этому ангелу Лизе, которая не только не сделала какого нибудь зла человеку, но никогда кроме добрых мыслей не имела в своей душе. И что ж, мой друг, вот прошло с тех пор пять лет, и я, с своим ничтожным умом, уже начинаю ясно понимать, для чего ей нужно было умереть, и каким образом эта смерть была только выражением бесконечной благости Творца, все действия Которого, хотя мы их большею частью не понимаем, суть только проявления Его бесконечной любви к Своему творению. Может быть, я часто думаю, она была слишком ангельски невинна для того, чтобы иметь силу перенести все обязанности матери. Она была безупречна, как молодая жена; может быть, она не могла бы быть такою матерью. Теперь, мало того, что она оставила нам, и в особенности князю Андрею, самое чистое сожаление и воспоминание, она там вероятно получит то место, которого я не смею надеяться для себя. Но, не говоря уже о ней одной, эта ранняя и страшная смерть имела самое благотворное влияние, несмотря на всю печаль, на меня и на брата. Тогда, в минуту потери, эти мысли не могли притти мне; тогда я с ужасом отогнала бы их, но теперь это так ясно и несомненно. Пишу всё это вам, мой друг, только для того, чтобы убедить вас в евангельской истине, сделавшейся для меня жизненным правилом: ни один волос с головы не упадет без Его воли. А воля Его руководствуется только одною беспредельною любовью к нам, и потому всё, что ни случается с нами, всё для нашего блага. Вы спрашиваете, проведем ли мы следующую зиму в Москве? Несмотря на всё желание вас видеть, не думаю и не желаю этого. И вы удивитесь, что причиною тому Буонапарте. И вот почему: здоровье отца моего заметно слабеет: он не может переносить противоречий и делается раздражителен. Раздражительность эта, как вы знаете, обращена преимущественно на политические дела. Он не может перенести мысли о том, что Буонапарте ведет дело как с равными, со всеми государями Европы и в особенности с нашим, внуком Великой Екатерины! Как вы знаете, я совершенно равнодушна к политическим делам, но из слов моего отца и разговоров его с Михаилом Ивановичем, я знаю всё, что делается в мире, и в особенности все почести, воздаваемые Буонапарте, которого, как кажется, еще только в Лысых Горах на всем земном шаре не признают ни великим человеком, ни еще менее французским императором. И мой отец не может переносить этого. Мне кажется, что мой отец, преимущественно вследствие своего взгляда на политические дела и предвидя столкновения, которые у него будут, вследствие его манеры, не стесняясь ни с кем, высказывать свои мнения, неохотно говорит о поездке в Москву. Всё, что он выиграет от лечения, он потеряет вследствие споров о Буонапарте, которые неминуемы. Во всяком случае это решится очень скоро. Семейная жизнь наша идет по старому, за исключением присутствия брата Андрея. Он, как я уже писала вам, очень изменился последнее время. После его горя, он теперь только, в нынешнем году, совершенно нравственно ожил. Он стал таким, каким я его знала ребенком: добрым, нежным, с тем золотым сердцем, которому я не знаю равного. Он понял, как мне кажется, что жизнь для него не кончена. Но вместе с этой нравственной переменой, он физически очень ослабел. Он стал худее чем прежде, нервнее. Я боюсь за него и рада, что он предпринял эту поездку за границу, которую доктора уже давно предписывали ему. Я надеюсь, что это поправит его. Вы мне пишете, что в Петербурге о нем говорят, как об одном из самых деятельных, образованных и умных молодых людей. Простите за самолюбие родства – я никогда в этом не сомневалась. Нельзя счесть добро, которое он здесь сделал всем, начиная с своих мужиков и до дворян. Приехав в Петербург, он взял только то, что ему следовало. Удивляюсь, каким образом вообще доходят слухи из Петербурга в Москву и особенно такие неверные, как тот, о котором вы мне пишете, – слух о мнимой женитьбе брата на маленькой Ростовой. Я не думаю, чтобы Андрей когда нибудь женился на ком бы то ни было и в особенности на ней. И вот почему: во первых я знаю, что хотя он и редко говорит о покойной жене, но печаль этой потери слишком глубоко вкоренилась в его сердце, чтобы когда нибудь он решился дать ей преемницу и мачеху нашему маленькому ангелу. Во вторых потому, что, сколько я знаю, эта девушка не из того разряда женщин, которые могут нравиться князю Андрею. Не думаю, чтобы князь Андрей выбрал ее своею женою, и откровенно скажу: я не желаю этого. Но я заболталась, кончаю свой второй листок. Прощайте, мой милый друг; да сохранит вас Бог под Своим святым и могучим покровом. Моя милая подруга, mademoiselle Bourienne, целует вас.
Мари».


В середине лета, княжна Марья получила неожиданное письмо от князя Андрея из Швейцарии, в котором он сообщал ей странную и неожиданную новость. Князь Андрей объявлял о своей помолвке с Ростовой. Всё письмо его дышало любовной восторженностью к своей невесте и нежной дружбой и доверием к сестре. Он писал, что никогда не любил так, как любит теперь, и что теперь только понял и узнал жизнь; он просил сестру простить его за то, что в свой приезд в Лысые Горы он ничего не сказал ей об этом решении, хотя и говорил об этом с отцом. Он не сказал ей этого потому, что княжна Марья стала бы просить отца дать свое согласие, и не достигнув бы цели, раздражила бы отца, и на себе бы понесла всю тяжесть его неудовольствия. Впрочем, писал он, тогда еще дело не было так окончательно решено, как теперь. «Тогда отец назначил мне срок, год, и вот уже шесть месяцев, половина прошло из назначенного срока, и я остаюсь более, чем когда нибудь тверд в своем решении. Ежели бы доктора не задерживали меня здесь, на водах, я бы сам был в России, но теперь возвращение мое я должен отложить еще на три месяца. Ты знаешь меня и мои отношения с отцом. Мне ничего от него не нужно, я был и буду всегда независим, но сделать противное его воле, заслужить его гнев, когда может быть так недолго осталось ему быть с нами, разрушило бы наполовину мое счастие. Я пишу теперь ему письмо о том же и прошу тебя, выбрав добрую минуту, передать ему письмо и известить меня о том, как он смотрит на всё это и есть ли надежда на то, чтобы он согласился сократить срок на три месяца».


Источник — «http://wiki-org.ru/wiki/index.php?title=Реакция_Кулинковича&oldid=75001733»