KIRALITÁS. Dr. Bakos József egyetemi tanár

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "KIRALITÁS. Dr. Bakos József egyetemi tanár"

Lóránd Király
7 évvel ezelőtt
Látták:

1 KIRALITÁS Dr. Bakos József egyetemi tanár annon Egyetem, Kémia Intézet, Szerves Kémia Intézeti Tanszék 8201 Veszprém, f

2 Kiralitás

3 Kiralitás a templomokban

4 Kiralitás a templomokban

5 ptikailag tiszta Convolvulus arvensis Lonicera sempervirens

6 A csigák irányultsága

7 Racém

8 Kiszimatolható kiralitás LIMÉ (S) citrom illat (R) narancs illat

9 Ízlelhető irányultság ASZARTÁM ASZARAGI 2 2 (S) keserű 2 2 (R) édes

10 Enantiomerek eltérő biológiai hatása DA 2 (S) vérnyomás szabályozó 2 (R) nincs hatás CTERGA (S) teratogén (R) nyugtató

11 Enantiomerek eltérő biológiai hatása RALL (S) antihypertensive antiarythmic (R) contraceptive

12 A dioktil-ftalát metabolizmusa C 2 C 3 CC 2 C(C 2 ) 3 C 3 * CC 2 C(C * 2 ) 3 C 3 (R,R) (S,S) (R,S) C CC 2 C(C * 2 ) 3 C 3 C 2 C 3 I II C 2 C 3 III C C + C 2 C 3 C 3 (C 2 ) 3 CC 2 * IV Teratogén aktivitás: V > II > I (R)-V teratogén (S)-V hatástalan C 2 C 3 C 3 (C 2 ) 3 CC * R.-S. auck, C. Wegner,. Blumtritt, I.. Fuhrhop,.-au, Life Science, 46, 513, (1990) V

13 Gyógyszerek 668 Gyógyszerek kiralitása és származása Természet és félszintetikus 147 Szintetikus 521 em királis 2 Királis 145 em királis 269 Királis 252 Millership, J.S., Fitzpatrick, A.; Chirality, 5, , 1993 ptikailag tiszta formában forgalmazva 119 Racém formában forgalmazva 8 ptikailag tiszta formában forgalmazva 110 Racém formában forgalmazva 140

14 övényvédőszerek kiralitása és származása Természetes 13 Királis 13 ptikailag tiszta formában forgalmazva 13 övényvédőszerek 550 Szintetikus 537 em királis 447 Királis 90 ptikailag tiszta formában forgalmazva 9 Racém vagy izomer elegyként forgalmazva 83

15 Gazdaságossági szempont 2,4-pentándiol szintézise: Raney-i 100oC, 100 bar /1g 3.8 /1g Arány: (S,S)-TA-aBr-M-Raney-i 100oC, 100 bar /1g /1g Arány: (R,R)-TA-aBr-M-Raney-i 100oC, 100 bar /1g 74.3 /1g Arány:

16 Aszimmetrikus redukció asználható aminosavak, aminok, alkoholok és β- amino-alkoholok előállítására. X R3 R 1 R 2 2 or hydrogen donor catalyst X R3 R 1 R 2 where X = C(), or

17 Kiemelkedő jelentőségű királis Me Me ligandumok C 3 C 3 C 3 3 C C 2 h 2 C 2 h 2 h h 2 h 2 h 1 AM 2 DIAM 3 DI 4 henyl-b-glu h 2 (C 6 11 ) 2 R R' h 2 h 2 h 2 5a R=R'=C 3 Chiraphos 5b R=, R'=C 3 rophos 5c R=, R'= c-hexyl Cycphos h 2 har 6a Ar=h BD 6b Ar=m-C 6 4 S 3- a + C 2 h 2 t-bu 7 BM Fe 8 Josiphos h 2 h 2 3 C C 3 C 3 (R) 2 (R) 2 9 BIA 10 Duphos 11 ennhos Amrani, Y., Lecomte, L., Sinou, D., Bakos, J., Tóth, I., eil, B.: rganometallics 8, 542 (1989) Bakos, J., eil, B., Markó, L: J. rganometal. Chem. 253, 249 (1983) 3 C 12 R=3,3'-dimethyl- 2,2'-biphenyl

18 Knowles katalizátor Knowles fejlesztette ki Monsanto-nál. Kitünően alkalmazható arilaminosavakra. em kíván egy alkén izomert. Általában azlaktonból nyerhető, de más szintézisút is ismert. Ar 2, psig Ar X C 2 R 2 2, i-r [Rh(CD)(dipamp)]BF X * C 2 R 2 4 Dipamp = Me Me

19 Aromás ketonok enantioszelektív Szubsztituens tolerancia: F, Cl, Br, I, CF 3, C 3, C 2 C 6 5, CC(C 3 ) 2, 2, 2, R 2 hidrogénezése R. oyori, T. hkuma, Angew. Chem. Int. Ed. 40, 41 (2001)

20 Metolachlor Dual Cl Cl Cl Cl (R ax,1s) (S ax,1s) (R ax,1r) (S ax,1s) aktív sztereoizomerek inaktív sztereoizomerek R. oyori, T. hkuma, Angew. Chem. Int. Ed. 40, 41 (2001)

21 Metolachlor Dual Ir-xyliphos (RS ax,1s) Ar 2 Fe h 2 Ar = 80 bar of 2, 50 C, konv. 100%, 4 h, ee 79 % S/C , TF , 1 g katalizátor / 1 t termék, t/év F. Spindler, b. ugin, E A (1988); Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 29, 558 (1990)

22 A szubsztrátum koordinációja si-re re-si +kat* +kat* C C CC 3 CC C C C 2 C C C 2 CC 3 C (R) (S)

23 BD-Rh komplex lehetséges konformációi [Rh((S,S)-BD)BD]Cl 4 [Rh((S,S)-BD)CD]Cl4 γ δ Bakos, J., Tóth, I., eil, B., Markó, L.: J. rganometal. Chem., 279, 23 (1985); Bakos, J.,Tóth, I., eil, B., Szalontai, G., árkányi, L., Fülöp, V: J. rganometal. Chem,. 370, 263 (1989).

24 Mechanizmus Me 2 C Rh h h C 2 Me Rh C 2 Me 2 h CMe 2 Me 2 C Rh h Major manifold Rh S S Minor manifold C 2 Me Rh h S S Rh S C 2 Me h h Minor product C 2 Me Me 2 C h Major product S Rh Me 2 C h

25 (S)-Binafto[d,f][1,2,3] dioxafoszfepin etes kelátgyűrű Konformációs merevség (sp 2 szén atomok) Stabilitás atropizomerizációval szemben Csavart kád konformáció A szintézis kétlépéses A diol és az alkohol rész variálható Kiralitás BIL-, 8 -BIL-vázból, vagy az alkoholból.

26 Dimetil-itakonát aszimmetrikus hidrogénezése 2 [Rh(CD) 2 ]BF 4 + L* C 3 C CC 3 C 3 C CC 3 C(C 3 )h C(C 3 ) 2 M. T. Reetz, G. Mehler, Angew. Chem. Int. Ed. 39, 3889 (2000) I. Gergely, C. egedüs, Á. Szöllősy, A. Monsees, T. Riermeier, J. Bakos, Tetrahedron: Asymmetry 14,1087 (2003)

27 Szubsztrátum katalizátor (S/C) arány növelése -R S/C t [min] Konv. [%] E.e. [%] -C(C 3 )h (S) -C(C 3 )h (S) -C(C 3 )h (S) -C(C 3 ) (S) -C(C 3 ) (S) -C(C 3 ) (S) Reakciókörülmények: ldószer C 2 Cl 2, 23 C, p( 2 ) = 20 bar, /Rh = 2, R c (szubsztrátum) = 0.467mol L -1 Bakos, J., Cserépi-Szűcs, S., egedüs, C. Markó, Á. Szöllősy, Can. J. Chem. 73, 725 (2001) Cserépi-Szűcs, S., Bakos, J.: Catalysis for the Fine Chemical Industry Volume 3, chapter 12.3, John Wiley & Sons Ltd, ew York, (2004)

28 Szubsztrátum koncentrációjának növelése C(C 3 ) 2 S/C c (S) [mol L -1 ] t [min] Konv. [%] E.e. [%] (S) (S) , (S) (S) (S) Reakciókörülmények: ldószer C 2 Cl 2, 23 C, p( 2 ) = 20 bar, /Rh = 2 I. Gergely, C. egedüs, Á. Szöllősy,. Gulyás, A. Monsees, T. Riermeier, J. Bakos, Tetrahedron: Asymmetry 14,1087 (2003)

29 Az atropizomerek szerkezete Θ Biaril Biaril atropizomer váz váz Ar 2 Ar 2 Ar 2 Ar 2 β M Aril szubsztituensek Arilszubsztituensek

30 (S)-BIL-alapú difoszfinitek és ródium- komplexeinek szintézise Cl 3 + R 2 R 2 Cl 2 ArMgBr R 2 Ar 2 Cl(g) ClAr 2 Ar 2 Cl Ar 2 Ar 2 (L) 2 Rh + BF 4 - L = CD Ar 2 Rh + - (L)BF 4 Ar2 Ar = Ar 2 Ar 2 F 3 C CF 3 C 3 CF 3 Gergely, I., egedüs, C., Madarász, J., Szöllősy, Á., Monsees, Bakos, J.: Tetrahedron: Asymmetry 2507 (2004)

31 2 [Rh(CD) 2 ]BF 4 + L* C 3 C CC 3 C 3 C CC 3 Ar= Ar 2 Ar 2 F 3 C CF 3 CF 3 C 3 E.e. (%): Reakcióidő (min): Ar= Ar 2 Ar 2 F 3 C CF 3 CF 3 C 3 E.e. (%): Reakcióidő (min): Reakciókörülmények: ldószer C 2 Cl 2, 22 C, p( 2 ) = 20 bar, /Rh = 2.2, S/C = 500. I. Gergely, C. egedüs, Á. Szöllősy, A. Monsees, T. Riermeier, J. Bakos, Tetrahedron Lett. 44, 9025 (2003)

32 Difoszfinitek elektronikus hatása CC 3 CC 3 CC 3 [Rh(CD) 2 ]BF 4 + L CC 3 Ar= Ar 2 Ar 2 F 3 C CF 3 CF 3 C 3 E.e. (%): Reakcióidő (min): Reakciókörülmények: szubsztrátum/katalizátor = 500, p( 2 ) = 7 bar, szobahőmérséklet, oldószer C 2 Cl 2. I. Gergely, C. egedüs, Á. Szöllősy, A. Monsees, T. Riermeier, J. Bakos, Tetrahedron Lett. 44, 9025 (2003)

33 Az enantiomer arány logaritmusának a változása σ függvényében (S)-BIL-difoszfinit (S)-BIL-diphosphinites (S)- 8 -BIL-difoszfinit (S)-8-BIL-diphosphinites 2 Ar 2 Ar 2 Ar 2 Ar 2 1,5 log(r /S ) 1 0,5 R 2 = 0,9824 R 2 = 0, ,4-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 ammett-féle szubsztituens konstansok (σ) Gergely, I., egedüs, C., Bakos, J.: Catalysis for the Fine Chemical Industry. Volume 3, John Wiley & Sons Ltd, ew York, in press (2006)

34 Az enantiomer arány logaritmusának változása σ függvényében log(r/s) log(ksubst/k) 1,75 1,25 y = -0,5038x + 0,9379 R 2 = 0,973 Ar 2 Ar 2 0,75 0,25-0,25-0,4-0,2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 y = -0,6863x + 0,0345 R 2 = 0,9929-0,75 ammett-féle szubsztituens konstansok (s)

35 Mechanizmus Me 2 C Rh h h C 2 Me Rh C 2 Me 2 h CMe 2 Me 2 C Rh h Major manifold Rh S S Minor manifold C 2 Me Rh h S S Rh S C 2 Me h h Minor product C 2 Me Me 2 C h Major product S Rh Me 2 C h

36 Összefoglalás agy aktivitású és szelektivitású homogénkatalitikus rendszerekalakíthatók ki a ligandum szerkezetének finom hangolásával. A ligandum elektronikus jellegének szabályozásával a katalizátor aktivitása és enantioszelektivitása tervezhető.

Hasonló dokumentumok

Kiralitás és aszimmetrikus katalízis. Mika László Tamás laszlo.t.mika@mail.bme.hu

Kiralitás és aszimmetrikus katalízis Mika László Tamás laszlo.t.mika@mail.bme.hu Köszönet rof. Bakos Józsefnek (annon Egyetem, Szerves Kémia Tanszék) az előadás összeállításához nyújtott segítségéért ZÖLD