Hydrogénation asymétrique Noyori - Noyori asymmetric hydrogenation
| Hydrogénation asymétrique Noyori | |
|---|---|
| Nommé après | Ryoji Noyori |
| Type de réaction | Réaction d'oxydoréduction organique |
En chimie , l' hydrogénation asymétrique de Noyori fait référence à la méthodologie de réduction énantiosélective des cétones et des groupes fonctionnels associés. Cette méthodologie a été introduite par Ryoji Noyori , qui a partagé le prix Nobel de chimie en 2001 pour ses contributions à l'hydrogénation asymétrique . Ces hydrogénations sont utilisées dans la production de plusieurs médicaments, tels que la lévofloxine antibactérienne, l'antibiotique carbapénème et l'agent antipsychotique BMS181100.
Histoire
La réduction asymétrique stoechiométrique des cétones est connue depuis longtemps, par exemple en utilisant des hydrures de bore.
L'hydrogénation asymétrique catalytique des cétones a été démontrée avec des catalyseurs à base d' halogénures et de carboxylates de BINAP- Ru.
Même si le catalyseur dihalogénure BINAP-Ru pouvait réduire les cétones fonctionnalisées, l'hydrogénation des cétones simples restait un problème non résolu. Ce défi a été résolu avec des précatalyseurs de type RuCl 2 ( diphosphane ) (diamine). Ces catalyseurs réduisent préférentiellement les cétones et les aldéhydes, laissant les oléfines et de nombreux autres substituants non affectés.
Mécanisme
Le précatalyseur dihalogénure BINAP-Ru-diamine est transformé en catalyseurs par réaction de H 2 en présence de base :
- RuCl 2 (BINAP)(diamine) + 2 KOBu-t + 2 H 2 → RuH 2 (BINAP)(diamine) + 2 KCl + 2 HOBu-t
Les catalyseurs résultants ont trois types de ligands :
- hydrures, qui se transfèrent sur le substrat insaturé
- diamines, qui interagissent avec le substrat et avec l'activateur de base par la deuxième sphère de coordination
- diphosphine, qui confère une asymétrie.
La classe de catalyseurs Noyori est souvent appelée catalyseurs bifonctionnels pour souligner le fait que le métal et le ligand (amine) sont fonctionnels. Le mécanisme a longtemps été supposé fonctionner par un état de transition péricyclique à six chaînons /intermédiaire par lequel le centre d'hydrure d'hydrido ruthénium ( H Ru-N H ) interagit avec le substrat carbonyle R 2 C = O . DFT et des études expérimentales ont montré que ce modèle est largement incorrect. Au lieu de cela, le squelette amine interagit fortement avec l'activateur de base, qui est souvent utilisé en grand excès.
Portée du substrat
Le catalyseur BINAP/diamine-Ru est efficace pour la réduction asymétrique des cétones fonctionnalisées et simples, et le catalyseur BINAP/diamine-Ru peut catalyser les cétones aromatiques , hétéroaromatiques et oléfiniques de manière énantiosélective. Une meilleure stéréosélectivité est obtenue lorsqu'un substituant est plus grand que l'autre (voir Angle Flippin-Lodge ).
Applications industrielles
Les catalyseurs d'hydrogénation inspirés de Noyori ont été appliqués à la synthèse commerciale d'un certain nombre de produits chimiques fins. Le (R)-1,2-propandiol, précurseur de la lévofloxacine antibactérienne , peut être synthétisé efficacement à partir d'hydroxyacétone en utilisant l'hydrogénation asymétrique de Noyori :
Les nouvelles voies se concentrent sur l'hydrogénation du (R)- lactate de méthyle .
Un carbapénème antibiotique est également préparé à l'aide de l'hydrogénation asymétrique de Noyori via le (2S,3R)-méthyl 2-(benzamidométhyl)-3-hydroxybutanoate, qui est synthétisé à partir de méthyle racémique 2-(benzamidométhyl)-3-oxobutanoate par résolution cinétique dynamique .
Un agent antipsychotique BMS 181100 est synthétisé en utilisant un catalyseur BINAP/diamine-Ru.
