Iridium
MaisonMaison > Blog > Iridium

Iridium

Apr 15, 2023

Nature Communications volume 13, Numéro d'article : 3344 (2022) Citer cet article

6654 accès

5 Citations

7 Altmétrique

Détails des métriques

L'amination réductrice asymétrique directe est l'une des méthodes les plus efficaces pour la construction d'amines chirales, dans laquelle la portée des partenaires de couplage amine applicables reste un défi important. Dans cette étude, nous décrivons que les alkylamines primaires servent efficacement de sources N dans l'amination réductrice asymétrique directe catalysée par le précurseur d'iridium et les ligands phosphoramidites chiraux stériquement accordables. Les études de la théorie fonctionnelle de la densité du mécanisme de réaction impliquent que les substrats d'alkylamine servent de ligand d'iridium renforcé par une attraction de liaison hydrogène (N) HO (P), et l'addition d'hydrure se produit via un état de transition de sphère externe, dans lequel la liaison Cl-H H joue un rôle important. Grâce à cette procédure concise, le cinacalcet, le tecalcet, la fendiline et de nombreuses autres amines chirales apparentées ont été synthétisés en une seule étape avec des rendements élevés et une excellente énantiosélectivité.

Les N-alkylamines énantiomériquement enrichies sont des motifs structurels courants pour les ingrédients pharmaceutiques actifs (Fig. 1a). La demande croissante a conduit au développement de méthodes nouvelles et efficaces pour leur synthèse1,2,3, y compris deux voies pratiques et très efficaces, l'hydrogénation asymétrique4,5,6,7,8,9 et l'amination réductrice10,11,12,13, 14,15 (Fig. 1b). L'amination réductrice asymétrique directe (DARA) est l'une des approches les plus efficaces pour la construction d'amines chirales en permettant le couplage de cétones avec des amines en une seule étape plutôt que d'emprunter une voie détournée par la préparation d'imine/énamine, la réduction et/ou la après N-déprotection. Pour le DARA catalysé par un métal de transition, comme certains progrès ont été réalisés, la portée applicable des partenaires de couplage amine est encore très limitée. Hormis les DARA intramoléculaires16,17,18,19,20,21,22,23, la plupart des sources N signalées de DARA se répartissent généralement en trois catégories : sels d'ammonium inorganique24,25,26,27,28,29/ammoniac30 pour le synthèse d'amines primaires; les arylamines31,32,33,34,35, les sources N couramment appliquées, bien que souvent le groupe N-Ar dans le produit ne soit pas souhaité et doive être éliminé, ce qui conduit à des produits amines chirales secondaires ; et un exemple de sources d'amines secondaires pour la construction de produits d'amines chirales tertiaires36. En outre, il existe d'autres amines spéciales signalées sporadiquement, notamment les benzylamines37,38, la diphénylméthylamine39,40,41, l'hydrazine42 et les hydrazides43,44.

a Représentant des produits pharmaceutiques N-alkylés. b Méthodes pratiques de synthèse des N-alkylamines. c Ce travail : les alkylamines primaires comme sources de N pour le DARA.

Auparavant, il n'y avait qu'un seul exemple qui utilisait une alkylamine, MeNH2, comme partenaires de couplage N dans les DARA catalysés par un métal de transition45, et certains cas dans lesquels des alkylamines spéciales, telles que les benzylamines38,39 diphénylméthylamine39,40,41, et allylamine46, ont été utilisés. Même la littérature sur l'hydrogénation asymétrique des N-alkylimines correspondantes pour former directement les N-alkylamines est extraordinairement rare47,48,49,50,51,52, dont dans deux cas les N-alkylamines ont été transformées in situ en Produits N-SiH2Ph et N-Boc afin de diminuer les effets inhibiteurs sur les catalyseurs49,50,51. L'une des principales raisons de cette limitation dans la recherche DARA est que les groupes alkyle ne pouvaient pas se coordonner ou interagir avec les espèces catalytiques fonctionnelles via des interactions secondaires, par exemple, des liaisons hydrogène, des effets π et des interactions électrostatiques.

Les effets inhibiteurs des espèces azotées, en particulier les N-alkylamines et imines riches en électrons dans ce cas, sur le catalyseur sont également un facteur majeur. Une autre difficulté pour retarder l'utilité effective des alkylamines primaires dans les DARA est que les produits directs sont les amines secondaires, qui pourraient servir de nouveaux partenaires de couplage pour continuer à réagir avec les substrats cétoniques et former des amines tertiaires36. Nous postulons que l'application de ligands chiraux facilement stériques, capables de confiner efficacement la position des groupes alkyle pendant le processus catalytique, ainsi que les accélérations des additifs, peut résoudre ce problème.

Nous rapportons ici un DARA hautement efficace de diverses cétones avec des alkylamines primaires pour la synthèse de N-alkylamines secondaires chirales correspondantes catalysées par un complexe iridium-phosphoramidite à 0, 05% en moles (Fig. 1c). Les ligands chiraux phosphoramidites évolués avec des substituants 3,3′-1-naphtyle volumineux gèrent avec succès le processus énantiosélectif de la réaction avec l'absence d'interactions secondaires entre les groupes alkyle et le complexe catalytique. De plus, des études informatiques ont été menées pour fournir des informations utiles sur le mécanisme de réaction et révéler une voie d'addition d'hydrure de sphère externe, dans laquelle deux attractions de liaison H, une entre (P) O du ligand chiral phosphoramidite et (N) H et l'autre entre le chlore sur l'iridium et le substrat imine, jouent des rôles importants.

La présente étude a été initiée par l'amination réductrice directe de l'acétophénone 1 et de la 3-phénylpropylamine 2, pour imiter une alkylamine, qui a été catalysée par le catalyseur in situ généré à partir de [Ir(cod)Cl]2 et d'un chiral à base de H8-BINOL ligand L1 (tableau 1). Les ligands phosphoramidites monodentés ont rencontré le succès dans de nombreux domaines de recherche catalytique en raison de leur degré élevé d'accordabilité sur les propriétés électroniques et stériques, et de leur facilité de préparation à faible coût53,54. D'après le bref dépistage des solvants, nous pouvons voir que, bien que plusieurs solvants aient donné d'excellents rendements pour la réaction, seuls le méthanol protique et le trifluoroéthanol ont affiché une énantiosélectivité modérée (tableau 1, entrées 1 à 6).

Pour exploiter suffisamment la fonction de réglage fin de ce type de ligands, nous avons délibérément modifié le squelette H8-BINOL en introduisant des groupes méthyle, phényle et 1-naphtyle aux positions 3,3′ et synthétisé les ligands L2, L3 , et L4. Par rapport aux résultats de L1, le rendement de la réaction et l'énantiosélectivité de L2 ont diminué de 17% et 11% respectivement, indiquant que les groupes méthyle aux positions 3,3' compromettaient la bonne coordination du substrat avec le complexe de métal de transition. Alors que les substituants ont été agrandis en groupes phényle, la valeur ee a été améliorée de manière significative à 69% (tableau 1, entrée 8). Pour agrandir davantage la taille des segments intégrés aux groupes 1-naphtyle (L4), l'énantiosélectivité a été élevée à 86% (tableau 1, entrée 9). La stéréosélectivité améliorée indique que les groupes 1-naphtyle spacieux sur L4 pourraient effectivement confiner le substrat imine pour une meilleure différenciation stérique (Fig. 2)55

a Structures des ligands développés. b Interactions ligand-substrat.

Les additifs dans les réactions DARA se sont avérés parfaitement compétents pour améliorer à la fois la réactivité et la sélectivité de la réaction de manière significative31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,56,57, 58. L'isopropoxyde de titane est bien connu pour pouvoir faciliter la formation des intermédiaires imines59. Certains autres additifs courants, l'iode, les acides/bases de Brønsted/Lewis et les anions non coordonnés ont également été évalués (tableau 1, entrées 10 à 14). Parmi eux, l'acide de Lewis FeCl3 a effectivement augmenté le rendement de la réaction et la stéréosélectivité (tableau 1, entrée 14). Un criblage de solvant supplémentaire a révélé que la combinaison de trifluoroéthanol et d'acétate de méthyle fournissait une valeur ee satisfaisante à 97 % avec un excellent rendement de réaction. Nous avons émis l'hypothèse que c'était l'acide chlorhydrique de Brønsted généré à partir de l'hydrolyse de l'acide de Lewis FeCl3 dans le système réactionnel qui avait réussi à promouvoir la stéréosélectivité. Cela a été prouvé par le résultat de la simple addition de 30 % en moles de sel de chlorhydrate de 2 (tableau 1, entrée 17). Lorsque la charge de catalyseur a été réduite à 0, 02% en moles, la réaction s'est toujours déroulée sans érosion significative de la réactivité et de la sélectivité avec un rendement de 88% et un ee de 95% (tableau 1, entrée 19).

Sur la base des conditions optimales pour notre DARA catalysé à l'iridium, la portée des cétones aromatiques a d'abord été sondée avec la 3-phénylpropylamine 2 en tant que partenaire amine représentatif en appliquant 0, 05% en moles du catalyseur d'iridium généré in situ (Fig. 3a). Dans les cas où les énantiomères des produits ne pouvaient pas être séparés par les colonnes HPLC chirales disponibles, la benzylamine a été utilisée à la place comme partenaire de couplage des cétones. Dans un premier temps, nous avons examiné les effets de la propriété électronique et de l'encombrement stérique sur les réactions des aryléthanones substituées. Il est apparu que les substituants communs, y compris les groupes de petite taille en position ortho, n'avaient aucune influence significative sur les rendements de réaction ou la stéréosélectivité (produits 3 à 21), quelles que soient leurs propriétés d'attracteur ou de donneur d'électrons. Il convient de mentionner que pour certains substrats à encombrement stérique, les produits correspondants ont encore été obtenus avec d'excellentes valeurs ee (produits 22-23, 26-29). Pour obtenir de meilleurs résultats pour les produits exigeants en espace 27–29, le ligand chiral modifié L5 (Fig. 3) a été appliqué et a affiché une stéréosélectivité plus élevée avec la configuration spatiale opposée à L4, démontrant davantage la polyvalence de cette classe de ligands. Pour notre plus grand plaisir, divers groupes fonctionnels, y compris nitro (-NO2), benzyloxy (-OBn), thio-éther (-SMe), carbamate de tert-butyle (-NHBoc), borate ester et ester, ont tous été bien tolérés pendant cette transformation, dans laquelle les produits correspondants 30–35 ont été obtenus avec de bons rendements et d'excellents ees. La cétone hétéroaromatique 2-acétylthiophène pourrait être utilisée dans cette réaction pour fournir 36 avec un rendement élevé et une bonne énantiosélectivité.

a Portée des cétones aromatiques. b Portée aux amines. Conditions : [Ir]-L4 0,05 % en moles ; cétone 0,3 mmol, amine 0,95 équiv. (MeNH2 et nPrNH2 étaient 1,5 équiv.), Ti(OiPr)4 1,2 équiv., FeCl3 30 % en moles, solvant (CF3CH2OH/MeOAc 1:1) 1,2 mL, 40 oC, 24 h ; Les rendements étaient des rendements isolés; Les excès énantiomériques ont été déterminés par HPLC chirale après que les produits ont été convertis en acétamides correspondants. aConditions de réaction : [Ir]-L5 0,1 % molaire, Ti(OiPr)4 1,2 équiv., 1,8-diazabicyclo[5.4.0]undéc-7-ène 10 % molaire, Et3N·HCl 30 % molaire, MeOAc 2 mL , 60 atm H2, 60 oC, 24 h.

Ensuite, la portée des amines aliphatiques primaires a été explorée avec l'acétophénone ou la 1′-acétonaphtone comme partenaires cétoniques représentatifs (Fig. 3b). Il est important de noter que la benzylamine était un partenaire de couplage précieux pour le DARA, 1 conduisant au produit N-Bn correspondant, qui pouvait être facilement déprotégé dans des conditions douces pour donner l'α-phényléthylamine60,61, un bloc de construction polyvalent et une résolution commune. réactif en synthèse organique. L'aniline amine aromatique en tant que nucléophile plus faible était également une source de N appropriée pour la réaction de couplage réducteur avec l'acétophénone pour fournir d'excellents résultats. Les DARA de 1 et les sources d'amines aliphatiques pures portant des groupes alkyle linéaires ou cycliques se sont également déroulés en douceur pour donner les produits 40 à 46 avec une énantiosélectivité et des rendements excellents. Il est important de noter que les sources de N avec des segments hétéroaromatiques, tels que le furane, le thiophène, l'indole et la pyridine, couplées de manière réductrice avec l'acétophénone avec succès pour fournir des produits 47–50. En outre, le système catalytique a bien toléré les groupes fonctionnels NHBoc, oléfine et éther (produits 51-53).

Après avoir mené avec succès les réactions DARA des cétones aromatiques avec les amines, nous nous sommes intéressés à l'applicabilité de cette catalyse à l'iridium dans les alkylcétones pour la synthèse d'amines aliphatiques chirales, difficiles à synthétiser via des méthodes catalytiques asymétriques, en raison du manque de interactions secondaires entre les substrats et le complexe catalytique62,63. À ce jour, les exemples réussis de DARA d'alkyl-alkylcétones sont très rares, dans lesquels certains partenaires amines spéciaux, anilines, diphénylméthanamine et benzhydrazide, ont été utilisés pour obtenir des ancres supplémentaires avec les catalyseurs31,32,33,34,35,40. La réalisation du couplage réducteur des cétones aromatiques nous a incités à valider ce protocole pour des substrats alkyl-alkylcétones plus difficiles. Heureusement, le système catalytique iridium-L4 a bien fonctionné dans cette catégorie de substrat (Fig. 4a). En conséquence, diverses cétones aliphatiques avec les segments linéaires, ramifiés et cycliques ont réagi avec succès avec des alkylamines pour fournir efficacement les amines aliphatiques chirales 54–61 avec d'excellents rendements et énantiosélectivités. Il est important de noter que cette procédure était également très efficace pour les cétones et les amines avec des composants alkyle purs pour donner les amines tout-alkyle 59–61. L6 a été utilisé dans la synthèse des produits 60 et 61 pour des valeurs ee plus élevées, qui présentaient à nouveau l'avantage de la propriété de réglage fin de ce type de ligand.

a Étendue des cétones aliphatiques. b Applications dans la synthèse de médicaments et d'intermédiaires clés. Conditions : [Ir]-L4 0,05 % en moles ; cétone 0,3 mmol, amine 0,95 équiv. (MeNH2 était de 1,5 équiv.), Ti(OiPr)4 1,2 équiv., FeCl3 30 % en moles, solvant (CF3CH2OH/MeOAc 1:1) 1,2 ml, 40 oC, 24 h ; Les rendements étaient des rendements isolés; Les excès énantiomériques ont été déterminés par HPLC chirale ou GC après conversion des produits en acétamides correspondants (pour le produit 59, il a été converti en benzamide). Pour les substrats de la Fig. 4a, FeCl3 0 % molaire, amine 1,1 équiv., solvant (CF3CH2OH/MeOAc 1:5) 1,2 mL. a(R)-L6 a été utilisé à la place de L4. b(S)-L4 a été utilisé à la place de L4.

Pour montrer l'utilité pratique, une réaction à l'échelle de 10 grammes a été réalisée (Fig. 4b). Catalysé par 0,05% en moles du complexe Ir-L4, 10 grammes d'acétophénone efficacement couplés par réduction avec 8,5 grammes de benzylamine pour donner 16,7 grammes de N-benzyl-1-phényléthan-1-amine 38 avec un rendement de 94% et un ee de 95%, qui étaient similaires aux résultats de la réaction à petite échelle. Pour démontrer davantage son potentiel, cette catalyse à l'iridium a été appliquée à la synthèse d'une collection de produits pharmaceutiques et d'intermédiaires clés importants pour les sciences de la vie. En utilisant la 3-(3-(trifluorométhyl)phényl) propan-1-amine comme source d'amine, l'agent calcimimétique cinacalcet pourrait être synthétisé à l'échelle du gramme via ce protocole avec un rendement de 96 % et un ee de 94 %. De même, le tecalcet et la fendiline ont été préparés avec d'excellents ee et des rendements élevés. Avec la méthylamine comme partenaire de couplage, les intermédiaires clés de la rivastigmine et de l'orvépitant, 62 et 66, ont été efficacement construits.

Pour mieux comprendre les caractéristiques de réaction complètes de cette catalyse à l'iridium, nous avons effectué des calculs DFT à l'aide du programme Gaussian 0964 au niveau théorique B3LYP-D3 avec la base 6–311 G(d,p) définie pour C, P, N, O , F, Cl, H et LANL2DZ pour Ir. Étant donné que nous avons utilisé un solvant mixte dans l'expérience, nous avons effectué le calcul séparément dans les deux solvants et avons constaté que les énergies dans CF3CH2OH (voir données supplémentaires 1) sont généralement inférieures à celles dans EtOAc (voir données supplémentaires 2). Sur la base des résultats de calcul et de la littérature sur la catalyse à l'iridium65,66,67,68, nous avons proposé une voie de réaction possible (Fig. 5a) et résumé les profils d'énergie (Fig. 5b). L3, l'acétophénone 1 et la méthylamine ont été utilisés pour simplifier le processus de calcul. Initialement, la méthylamine se coordonne à Ir et rompt le dimère I69, généré in situ à partir de [Ir(cod)Cl]2 et L3, pour former le complexe II, qui est sensiblement stabilisé par une attraction de liaison H entre le (N)-H de méthylamine et (P) -O du ligand chiral L3 (Fig. 5b, TS3-S) avec la distance H – O à 2, 0 Å. Cette étape est plutôt facile et exergonique de 12,8 kcalmol-1, suivie de l'addition oxydante, dans laquelle H2 est activé et s'ajoute à Ir(I) via l'état de transition TS1 pour donner Ir(III) (intermédiaire IV). Ensuite, la deuxième molécule H2 entrante préfère se coordonner à la position cis de P plutôt qu'à la position trans (voir les intermédiaires concurrents IV 'et IV "sur la Fig. 5) pour former le complexe V. Et avec l'aide du substrat imine, il hétéroclives et l'hydrure résultant s'ajoute à Ir pour former un complexe de paires d'ions serrées67 VI jusqu'à l'état de transition TS2 avec une barrière d'activation de 9,9 kcalmol-1.

un cycle catalytique. b Profils énergétiques de Gibbs.

Les origines de l'énantiosélectivité se produisent dans l'étape d'addition d'hydrure. À partir de l'état de transition optimisé TS3-S, nous pouvons voir que la distance entre l'ion chlorure sur Ir et le proton sur l'imine est de 2, 53 Å, indiquant qu'il existe une interaction de liaison H (Fig. 5b). L'hydrure ajouté de la face Si du substrat imine (TS3-S) est thermodynamiquement favorisé par 1,6 kcalmol-1 que de la face Re (TS3-R), pour donner le produit amine et revenir au complexe IV avec le libération de 26,4 kcalmol−1 d'énergie libre de Gibbs. Dans l'état de transition compétitif (TS3-R '), il existe une interaction de liaison H similaire entre l'un des ions hydrure sur Ir et le proton sur l'imine (HH 2, 22 Å, Fig. 5b). Pendant le cycle catalytique, le substrat imine ne se coordonne pas directement avec le centre métallique d'iridium, c'est-à-dire que l'addition d'hydrure est un processus de sphère externe, dans lequel les groupes aromatiques volumineux aux positions 3,3 'du BINOL- chiral les ligands phosphoramidites à base L3 et L4 y contribuent en forçant le substrat imine vers la sphère externe du complexe catalytique.

Nous avons également calculé l'énergie de Gibbs pour les voies d'addition de H de la "sphère interne", dans lesquelles l'état d'oxydation de l'iridium passe de +1 à +3 (voir Données supplémentaires 3). Les deux voies différentes partagent les intermédiaires précoces II, III et IV et l'état de transition TS1. Par rapport à l'état de transition d'addition d'hydrure unique TS3 de la voie "sphère externe", il existe deux états de transition d'addition H pour la "sphère interne", IS-TS2 et IS-TS3, à travers lesquels deux hydrures s'ajoutent à C et N du substrat imine par la suite. L'énergie libre de Gibbs pour le deuxième état de transition, IS-TS3, est beaucoup plus élevée que celle de TS3, permettant ainsi à l'alternative "sphère extérieure" de se produire plus probablement.

En résumé, nous avons appliqué avec succès des alkylamines primaires comme sources de N dans des aminations réductrices asymétriques catalytiques directes d'une large gamme de cétones. Une caractéristique notable des ligands phosphoramidites chiraux appliqués est leur accordabilité pour s'adapter à nos substrats spécifiques. Utilisant aussi peu que 0,02% en moles de catalyseur, la procédure développée est efficace pour les cétones aromatiques et aliphatiques, offrant diverses alkylamines secondaires chirales avec une excellente énantiosélectivité et des rendements élevés. Une collection de produits pharmaceutiques et d'intermédiaires importants ont été synthétisés facialement en une seule étape. L'expérience à l'échelle de 10 grammes démontre en outre l'utilité pratique de cette méthodologie. Les études DFT révèlent que le substrat amine sert de ligand du centre du métal de transition et que l'addition d'hydrure se produit via un état de transition de sphère externe, dans lequel il existe deux attractions de liaison H, une entre le (N) -H de l'amine substrat et (P)-O du ligand chiral et l'autre entre l'ion chlorure sur Ir et le proton sur l'intermédiaire imine. Notre protocole élargit considérablement la portée des partenaires de couplage N pour la recherche actuelle sur l'amination réductrice asymétrique, ouvrant la porte à la synthèse directe et efficace d'amines secondaires chirales apparentées.

Dans une boîte à gants remplie d'azote, [Ir(cod)Cl]2 (2,0 mg, 3 mmol) et L4 (3,3 mg, 12,6 mmol) ont été dissous dans du trifluoroéthanol anhydre (2 ml) dans un flacon de 10 ml équipé d'un barreau d'agitation . La solution ci-dessus a été agitée à température ambiante pendant 20 min pour générer in situ le complexe Ir-L4. Dans un flacon de 5 ml équipé d'un barreau d'agitation, des substrats de cétone (0,3 mmol) et d'amine (0,29 mmol, 0,95 équiv.) ont été ajoutés, suivis de l'ajout de trifluoroéthanol anhydre (0,5 ml), de Ti(OiPr)4 (0,36 mmol, 1,2 équiv.), FeCl3 (0,09 mmol, 30 mol%), et la solution du complexe Ir-L4 (50 μL, 0,05 mol%). La quantité totale de solvant a été portée à 1,2 ml (CF3CH2OH/MeOAc = 1:1). Le flacon résultant a été transféré dans un autoclave, qui a été purgé avec H2 3 fois, puis chargé avec H2 (40 atm), et agité à 40 oC pendant 24 h. Une fois la réaction terminée, l'hydrogène gazeux a été libéré lentement et la solution réactionnelle a été concentrée pour donner les produits bruts, qui ont été purifiés par chromatographie sur colonne (gel de silice, éther de pétrole/EtOAc de 10/1 à 2/1 avec 0,5 % Et3N ) pour s'offrir le produit final.

Les auteurs déclarent que les données soutenant les conclusions de cette étude sont disponibles dans l'article et son fichier d'informations supplémentaires.

Nugent, TC Chiral Amine Synthesis : Méthodes, développements et applications (Wiley-VCH, 2010).

Li, W. & Zhang, X. Formation stéréosélective d'amines. Haut. Courant. Chim. 343, 33-73 (2014).

Trowbridge, A., Walton, SM & Gaunt, MJ Nouvelles stratégies pour la synthèse catalysée par un métal de transition d'amines aliphatiques. Chim. Rév.120, 2613–2692 (2020).

Article CAS PubMed Google Scholar

Blaser, H. & Federsel, H. Catalyse asymétrique à l'échelle industrielle : Défis, approches et solutions 2e édition (Wiley-VCH, 2010).

Xie, J.-H., Zhu, S.-F. & Zhou, Q.-L. Hydrogénation énantiosélective catalysée par un métal de transition d'énamines et d'imines. Chim. Rév. 111, 1713–1760 (2011).

Article CAS PubMed Google Scholar

Ager, DJ, de Vries, AHM & de Vries, JG Hydrogénations homogènes asymétriques à grande échelle. Chim. Soc. Rév. 41, 3340–3380 (2012).

Article CAS PubMed Google Scholar

Seo, CSG & Morris, RH Hydrogénation asymétrique homogène catalytique : succès et opportunités. Organométalliques 38, 47–65 (2019).

Article CAS Google Scholar

Barrios-Rivera, J., Xu, Y., Wills, M. & Vyas, VK Une diversité de méthodologies récemment rapportées pour la réduction asymétrique des imines. Org. Chim. Devant. 7, 3312–3342 (2020).

Article CAS Google Scholar

Cabré, A., Verdaguer, X. & Riera, A. Progrès récents dans la synthèse énantiosélective d'amines chirales via une hydrogénation asymétrique catalysée par un métal de transition. Chim. Rév. 122, 269–339 (2022).

Article PubMed CAS Google Scholar

Wang, C. & Xiao, J. Amination réductrice asymétrique. Haut. Courant. Chim. 343, 261-282 (2014).

Article CAS PubMed Google Scholar

Afanasyev, OI, Kuchuk, E., Usanov, DL et Chusov, D. Amination réductrice dans la synthèse de produits pharmaceutiques. Chim. Rév. 119, 11857–11911 (2019).

Article CAS PubMed Google Scholar

Irrgang, T. & Kempe, R. Amination réductrice catalysée par un métal de transition employant de l'hydrogène. Chim. Rév.120, 9583–9674 (2020).

Article CAS PubMed Google Scholar

Murugesan, K. et al. Aminations réductrices catalytiques utilisant de l'hydrogène moléculaire pour la synthèse de différents types d'amines. Chim. Soc. Rév.49, 6273–6328 (2020).

Article CAS PubMed Google Scholar

Tian, ​​Y., Hu, L., Wang, Y.-Z., Zhang, X. et Yin, Q. Progrès récents sur l'amination réductrice asymétrique catalysée par un métal de transition. Org. Chim. Devant. 8, 2328-2342 (2021).

Article CAS Google Scholar

Reshi, NUD, Saptal, VB, Beller, M. & Bera, JK Progrès récents dans l'amination réductrice asymétrique catalysée par un métal de transition. ACS Catal. 11, 13809–13837 (2021).

Article CAS Google Scholar

Williams, GD, Pike, RA, Wade, CE & Wills, M. Un procédé en un seul pot pour la synthèse énantiosélective d'amines par amination réductrice dans des conditions d'hydrogénation par transfert. Org. Lett. 5, 4227–4230 (2003).

Article CAS PubMed Google Scholar

Strotman, NA et al. Développement de la réaction et étude mécaniste d'une amination réductrice asymétrique intramoléculaire catalysée par le ruthénium en route vers le double inhibiteur d'orexine Suvorexant (MK-4305). Confiture. Chim. Soc. 133, 8362–8371 (2011).

Article CAS PubMed Google Scholar

Zhou, H., Liu, Y., Yang, S., Zhou, L. et Chang, M. N-déprotection en un seul pot et amination réductrice asymétrique intramoléculaire catalytique pour la synthèse de tétrahydroisoquinoléines. Angew. Chim. Int. Éd. 56, 2725–2729 (2017).

Article CAS Google Scholar

Song, B., Yu, C.-B., Ji, Y., Chen, M.-W. & Zhou, Y.-G. Synthèse de sultames chiraux par amination réductrice asymétrique intramoléculaire catalysée au palladium. Chim. Commun. 53, 1704-1707 (2017).

Article CAS Google Scholar

Song, B., Chen, M.-W. & Zhou, Y.-G. Synthèse facile d'indolines chirales par hydrogénation asymétrique d'indoles générés in situ. Org. Chim. Devant. 5, 1113-1117 (2018).

Article CAS Google Scholar

Chen, Y., He, Y.-M., Zhang, S., Miao, T. et Fan, Q.-H. Construction rapide de quinolizidines, d'indolizidines et de leurs analogues structurellement divers via une hydrogénation/amination réductrice asymétrique en cascade catalysée par le ruthénium. Angew. Chim. Int. Éd. 58, 3809–3813 (2019).

Article CAS Google Scholar

Yang, T., Guo, X., Yin, Q. & Zhang, X. Amination réductrice asymétrique intramoléculaire : synthèse de dibenz[c,e]azépines énantioenrichies. Chim. Sci. 10, 2473–2477 (2019).

Article CAS PubMed Google Scholar

Wang, L.-R. et coll. Stratégie de double réduction en cascade hautement énantiosélective catalysée par le ruthénium : construction de julolidines structurellement diverses et de leurs analogues. Org. Lett. 22, 2251-2255 (2020).

Article CAS PubMed Google Scholar

Kadyrov, R. & Riermeier, TH Amination réductrice par transfert d'hydrogène hautement énantiosélective : synthèse asymétrique catalytique d'amines primaires. Angew. Chim. Int. Éd. 42, 5472–5474 (2003).

Article CAS Google Scholar

Steinhuebel, D., Sun, Y., Matsumura, K., Sayo, N. & Saito, T. Amination réductrice asymétrique directe. Confiture. Chim. Soc. 131, 11316–11317 (2009).

Article CAS PubMed Google Scholar

Lou, Y. et al. Amination réductrice asymétrique cinétique dynamique : synthèse de β-amino lactames primaires chiraux. Angew. Chim. Int. Éd. 57, 14193–14197 (2018).

Article CAS Google Scholar

Tan, X. et al. Synthèse asymétrique d'amines primaires chirales par amination réductrice directe catalysée au ruthénium d'alkyl aryl cétones avec des sels d'ammonium et H2 moléculaire. Confiture. Chim. Soc. 140, 2024-2027 (2018).

Article CAS PubMed Google Scholar

Hu, L., Zhang, Y., Zhang, Q.-W., Yin, Q. & Zhang, X. Amination réductrice asymétrique directe catalysée par le ruthénium de diaryle et de cétones à encombrement stérique avec des sels d'ammonium et H2. Angew. Chim. Int. Éd. 59, 5321–5325 (2020).

Article CAS Google Scholar

Gao, Z., Liu, J., Huang, H., Geng, H. et Chang, M. Un système catalytique à l'iridium compatible avec les sources d'azote inorganiques et organiques pour les réactions d'amination réductrice asymétriques doubles. Angew. Chim. Int. Éd. 60, 27307–27311 (2021).

Article CAS Google Scholar

Gallardo-Donaire, J. et al. Amination réductrice asymétrique directe catalysée au ruthénium d'alkyl-arylcétones avec de l'ammoniac et de l'hydrogène. Confiture. Chim. Soc. 140, 355–361 (2018).

Article CAS PubMed Google Scholar

Blaser, H.-U., Buser, H.-P., Jalett, H.-P., Pugin, B. & Spindler, F. L'iridium ferrocényl diphosphine a catalysé l'alkylation réductrice énantiosélective d'une aniline encombrée. Synlett. 1999, 867−868 (1999).

Rubio-Pérez, L., Pérez-Flores, FJ, Sharma, P., Velasco, L. & Cabrera, A. Catalyseurs de palladium chiraux préformés stables pour l'amination réductrice asymétrique en un seul pot de cétones. Org. Lett. 11, 265-268 (2009).

Article PubMed CAS Google Scholar

Li, C., Villa-Marcos, B. & Xiao, J. Catalyse coopérative acide Metal-Brønsted pour l'amination réductrice asymétrique. Confiture. Chim. Soc. 131, 6967–6969 (2009).

Article CAS PubMed Google Scholar

Yang, P., Lim, L., Chuanprasit, P., Hirao, H. & Zhou, J. Amination réductrice énantiosélective catalysée par le nickel de cétones avec des arylamines et du benzhydrazide. Angew. Chim. Int. Éd. 55, 12083–12087 (2016).

Article CAS Google Scholar

Liu, R. et al. Amination réductrice énantiosélective catalysée par l'iridium de cétones aromatiques. Catal. Sci. Technol. 10, 5448–5452 (2020).

Article CAS Google Scholar

Wu, Z. et al. Les amines secondaires comme partenaires de couplage dans l'amination réductrice asymétrique catalytique directe. Chim. Sci. 10, 4509–4514 (2019).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Tararov, VI, Kadyrov, R., Riermeier, TH & Borner, A. Sur l'amination réductrice d'aldéhydes et de cétones catalysées par des complexes Rh(i) homogènes. Chim. Commun. 1867−1868 (2000).

Kadyrov, R., Riermeier, TH, Dingerdissen, U., Tararov, V. & Borner, A. La première amination réductrice asymétrique hautement énantiosélective catalysée de manière homogène: synthèse d'acides α-N-benzylaminés. J. Org. Chim. 68, 4067–4070 (2003).

Article CAS PubMed Google Scholar

Huang, H., Liu, X., Zhou, L., Chang, M. et Zhang, X. Amination réductrice asymétrique directe pour la synthèse de β-arylamines chirales. Angew. Chim. Int. Éd. 55, 5309–5312 (2016).

Article CAS Google Scholar

Huang, H., Zhao, Y., Yang, Y., Zhou, L. et Chang, M. Amination réductrice asymétrique catalytique directe de cétones aliphatiques utilisant la diphénylméthanamine comme partenaire de couplage. Org. Lett. 19, 1942-1945 (2017).

Article CAS PubMed Google Scholar

Huang, H., Wu, Z., Gao, G., Zhou, L. et Chang, M. Amination réductrice asymétrique directe catalysée par l'iridium de cétones aromatiques. Org. Chim. Devant. 4, 1976-1980 (2017).

Article CAS Google Scholar

Chen, Z.-P., Hu, S.-B., Zhou, J. & Zhou, Y.-G. Synthèse d'hydrazines chirales à substitution trifluorométhyle par hydrogénation asymétrique catalysée par Pd et amination réductrice. ACS Catal. 5, 6086–6089 (2015).

Article CAS Google Scholar

Chang, M., Liu, S. et Zhang, X. Amination réductrice asymétrique catalytique directe de cétones aromatiques simples. Org. Lett. 15, 4354–4357 (2013).

Article CAS PubMed Google Scholar

Chen, Z.-P., Hu, S.-B., Chen, M.-W. & Zhou, Y.-G. Synthèse d'hydrazines fluorées chirales par hydrogénation asymétrique catalysée au Pd. Org. Lett. 18, 2676-2679 (2016).

Article CAS PubMed Google Scholar

Verzijl, GKM, Schuster, C., Dax, T., de Vries, AHM et Lefort, L. Synthèse asymétrique d'un intermédiaire clé pour le tofacitinib via un protocole d'amination réductrice de résolution cinétique dynamique. Org. Processus Rés. Dév. 22, 1817–1822 (2018).

Article CAS Google Scholar

Ros, A. et al. Hydrogénation par transfert de cétimines α-ramifiées : synthèse énantiosélective de cycloalkylamines par résolution cinétique dynamique. Adv. Synthé. Catal. 347, 1917-1920 (2005).

Article CAS Google Scholar

Han, Z., Wang, Z., Zhang, X. et Ding, K. Spiro[4,4]-1,6-nonadiène-basé sur les ligands phosphine-oxazoline pour l'hydrogénation énantiosélective catalysée par l'iridium des cétimines. Angew. Chim. Int. Éd. 48, 5345–5349 (2009).

Article CAS Google Scholar

Salomo, E. et al. Hydrogénation asymétrique directe de N-méthyl et N-alkyl imines avec un catalyseur Ir(III)H. Confiture. Chim. Soc. 140, 16967–16970 (2018).

Article CAS PubMed Google Scholar

Verdaguer, X., Lange, UEW, Reding, MT et Buchwald, SL Hydrosilylation d'imine hautement énantiosélective à l'aide de difluorure de (S, S) -éthylènebis(η5-tétrahydroindényl)titane. Confiture. Chim. Soc. 118, 6784–6785 (1996).

Article CAS Google Scholar

Chen, F. et al. Hydrogénation asymétrique de N-alkyl cétimines avec des catalyseurs Ru-MsDPEN cationiques, chiraux et sans phosphine. Chim. EUR. J. 17, 1109-1113 (2011).

Article CAS PubMed Google Scholar

Wakchaure, VN, Kaib, PSJ, Leutzsch, M. & List, B. Réduction asymétrique catalysée par disulfonimide de N-alkyl imines. Angew. Chim. Int. Éd. 54, 11852–11856 (2015).

Article CAS Google Scholar

Blasius, CK, Heinrich, NF, Vasilenko, V. & Gade, LH S'attaquer aux N-alkyl imines avec catalyse métallique 3d : synthèse catalysée par le fer hautement énantiosélective d'amines α-chirales. Angew. Chim. Int. Éd. 59, 15974–15977 (2020).

Article CAS Google Scholar

Minnaard, AJ, Feringa, BL, Lefort, L. & de Vries, JG Hydrogénation asymétrique à l'aide de ligands phosphoramidites monodentés. Acc. Chim. Rés. 40, 1267-1277 (2007).

Article CAS PubMed Google Scholar

Fu, W. & Tang, W. Ligands monophosphorés chiraux pour les réactions catalytiques asymétriques. ACS Catal. 6, 4814–4858 (2016).

Article CAS Google Scholar

Mitschke, B., Turberg, M. & List, B. Le confinement comme élément unificateur dans la catalyse sélective. Chem 6, 2515-2532 (2020).

Article CAS Google Scholar

Vogl, EM, Gröger, H. & Shibasaki, M. Vers une catalyse asymétrique parfaite : additifs et cocatalyseurs. Angew. Chim. Int. Éd. 38, 1570-1577 (1999).

3.0.CO;2-Y" data-track-action="article reference" href="https://doi.org/10.1002%2F%28SICI%291521-3773%2819990601%2938%3A11%3C1570%3A%3AAID-ANIE1570%3E3.0.CO%3B2-Y" aria-label="Article reference 56" data-doi="10.1002/(SICI)1521-3773(19990601)38:113.0.CO;2-Y">Article CAS Google Scholar

Yu, Z., Jin, W. & Jiang, Q. Brønsted stratégie d'activation de l'acide dans l'hydrogénation asymétrique catalysée par un métal de transition d'imines, d'énamines et de composés N-hétéroaromatiques non protégés. Angew. Chim. Int. Éd. 51, 6060–6072 (2012).

Article CAS Google Scholar

Hong, L., Sun, W., Yang, D., Li, G. et Wang, R. Effets additifs sur la catalyse asymétrique. Chim. Rév. 116, 4006–4123 (2016).

Article CAS PubMed Google Scholar

Mattson, RJ, Pham, KM, Leuck, DJ & Cowen, KA Une méthode améliorée d'alkylation réductrice d'amines utilisant de l'isopropoxyde de titane (IV) et du cyanoborohydrure de sodium. J. Org. Chim. 55, 2552-2554 (1990).

Article CAS Google Scholar

Martinez-Montero, L., Diaz-Rodriguez, A., Gotor, V., Gotor-Fernandez, V. & Lavandera, I. Élargir la portée chimique des laccases : déprotection sélective des groupes N-benzyle. Vert. Chim. 17, 2794–2798 (2015).

Article CAS Google Scholar

Wakchaure, VN, Nicoletti, M., Ratjen, L. & List, B. Vers une amination réductrice asymétrique catalysée par l'acide de Brønsted et l'ester de hantzsch médiée par des cétones avec de la benzylamine. Synlett 18, 2708–2710 (2010).

Google Scholar

Breuer, M. et al. Méthodes industrielles pour la production d'intermédiaires optiquement actifs. Angew. Chim. Int. Éd. 43, 788–824 (2004).

Article CAS Google Scholar

Liu, T.-L., Wang, C.-J. & Zhang, X. Synthèse d'amines aliphatiques chirales par hydrogénation asymétrique. Angew. Chim. Int. Éd. 52, 8416–8419 (2013).

Article CAS Google Scholar

Frisch. MJ et al. Gaussian 09, Révision D.01, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2013.

Dobereiner, GE et al. Hydrogénation catalysée par l'iridium de composés N-hétérocycliques dans des conditions douces par une voie de sphère externe. Confiture. Chim. Soc. 133, 7547–7562 (2011).

Article CAS PubMed Google Scholar

Li, M.-L. et coll. Études de mécanismes d'hydrogénation asymétrique catalysée par Ir d'acides carboxyliques insaturés. Confiture. Chim. Soc. 139, 541-547 (2017).

Article CAS PubMed Google Scholar

Qu, B. et al. Synthèse énantiosélective d'α-(hétéro)arylpipéridines par hydrogénation asymétrique de sels de pyridinium et ses connaissances mécanistes. Org. Lett. 20, 1333-1337 (2018).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Cui, C.-X. et coll. Mécanisme d'hydrogénation catalysée par l'Ir : une vue théorique. Coord. Chim. Rév.412, 213–251 (2020).

Article CAS Google Scholar

Nagano, T. et al. Effets additifs des amines sur l'hydrogénation asymétrique des quinoxalines catalysée par des complexes chiraux d'iridium. Chim. EUR. J. 18, 11578–11592 (2012).

Article CAS PubMed Google Scholar

Télécharger les références

Le soutien financier de la National Natural Science Foundation of China (21772155, MC) et du Scientific Fund of Northwest A&F est grandement apprécié. Nous remercions grandement le HPC de la Northwest A&F University pour les calculs DFT effectués dans ce travail.

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Zitong Wu, Wenji Wang.

Collège de chimie et de pharmacie, Université Northwest A&F, Yangling, Shaanxi, 712100, Chine

Zitong Wu, Wenji Wang, Haodong Guo, Haizhou Huang et Mingxin Chang

Collège de la protection des végétaux, Centre de recherche du Shaanxi sur l'ingénierie et la technologie des biopesticides, Université Northwest A&F, Yangling, Shaanxi, 712100, Chine

Zitong Wu et Mingxin Chang

Collège de chimie, génie chimique et science des matériaux, Centre d'innovation collaborative des sondes fonctionnalisées pour l'imagerie chimique dans les universités du Shandong, Université normale du Shandong, 88 Wenhuadong Road, Jinan, 250014, Chine

Guorui Gao

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

ZW et HG ont établi les conditions de réaction. WW a effectué les calculs DFT. ZW, GG et HH ont élargi la portée du substrat. MC a conçu et supervisé le projet et rédigé le manuscrit. Tous les auteurs ont discuté des résultats et commenté le manuscrit.

Correspondance à Mingxin Chang.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Nature Communications remercie les évaluateurs anonymes pour leur contribution à l'évaluation par les pairs de ce travail. Les rapports des pairs examinateurs sont disponibles.

Note de l'éditeur Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.

Libre accès Cet article est sous licence Creative Commons Attribution 4.0 International, qui permet l'utilisation, le partage, l'adaptation, la distribution et la reproduction sur n'importe quel support ou format, à condition que vous accordiez le crédit approprié à l'auteur ou aux auteurs originaux et à la source, fournissez un lien vers la licence Creative Commons et indiquez si des modifications ont été apportées. Les images ou tout autre matériel tiers dans cet article sont inclus dans la licence Creative Commons de l'article, sauf indication contraire dans une ligne de crédit au matériel. Si le matériel n'est pas inclus dans la licence Creative Commons de l'article et que votre utilisation prévue n'est pas autorisée par la réglementation légale ou dépasse l'utilisation autorisée, vous devrez obtenir l'autorisation directement du détenteur des droits d'auteur. Pour voir une copie de cette licence, visitez http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Réimpressions et autorisations

Wu, Z., Wang, W., Guo, H. et al. Amination réductrice asymétrique directe catalysée par l'iridium utilisant des alkylamines primaires comme sources de N. Nat Commun 13, 3344 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-31045-5

Télécharger la citation

Reçu : 09 février 2022

Accepté : 30 mai 2022

Publié: 10 juin 2022

DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-022-31045-5

Toute personne avec qui vous partagez le lien suivant pourra lire ce contenu :

Désolé, aucun lien partageable n'est actuellement disponible pour cet article.

Fourni par l'initiative de partage de contenu Springer Nature SharedIt

Science Chine Chimie (2023)

En soumettant un commentaire, vous acceptez de respecter nos conditions d'utilisation et nos directives communautaires. Si vous trouvez quelque chose d'abusif ou qui ne respecte pas nos conditions ou directives, veuillez le signaler comme inapproprié.