Kurzaufsatz
Ein einfaches Rezept für raffinierte Cocktails: organokatalysierte Eintopf-Reaktionen – Konzept, Nomenklatur und Ausblick
Dr. Łukasz Albrecht,
Hao Jiang,
Prof. Dr. Karl Anker Jørgensen,
Dr. Łukasz Albrecht
Center for Catalysis, Department of Chemistry, Aarhus University, Langelandsgade 140, DK-8000 Aarhus C (Dänemark)
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Prof. Dr. Karl Anker Jørgensen
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Die asymmetrische Organokatalyse konnte erfolgreich in vielen mehrstufigen Eintopf-Sequenzen eingebunden werden und stellt so einen einfachen, hoch stereoselektiven Zugang zu strukturell komplexen Zielmolekülen dar. Der Schlüssel zu diesem Erfolg liegt in der Eigenschaft organokatalysierter Reaktionen, auch in Gegenwart großer Mengen unbeteiligter Reagentien effizient zu verlaufen. Da der Organokatalysator in substöchiometrischen Mengen vorliegt und es sich um ein organisches Molekül handelt, kann man erwarten, dass er sich in nachfolgenden Reaktionen ebenfalls als passiver Zuschauer verhält. In diesem Kurzaufsatz wird ein einfach anzuwendendes Klassifizierungs- und Nomenklatursystem vorgestellt, das die systematische und aussagekräftige Beschreibung von Eintopf-Reaktionen ermöglicht, und ausgewählte Beiträge aus dem Feld der organokatalysierten Eintopf-Reaktionen werden gemäß diesem System besprochen. Zum Schluss wird ein Ausblick auf zukünftige Entwicklungen gegeben.
References
- 1
- 1aA. M. Walji, D. W. C. MacMillan, Synlett 2007, 1477;
- 1bT. Hudlický, J. W. Reed, The Way of Synthesis, Wiley-VCH, Weinheim, 2007.
- 2
- 2aG. H. Posner, Chem. Rev. 1986, 86, 831;
- 2bP. A. Dalby, G. J. Lye, J. M. Woodley in Handbook of Chiral Chemicals (Hrsg.: ), CRC, Boca Raton, 2005, S. 419–428.
10.1201/9781420027303.ch21 Google Scholar
- 3
- 3a Asymmetric Catalysis on Industrial Scale: Challenges, Approaches and Solutions (Hrsg.: ), Wiley-VCH, Weinheim, 2010;
- 3bM. M. Green, H. A. Wittcoff, Organic Chemistry Principles and Industrial Practice, Wiley-VCH, Weinheim, 2003; ein halbquantitatives Hilfsmittel für die Einstufung organischer Synthesen nach ökonomischen und ökologischen Faktoren:
- 3cK. Van Aken, L. Strekowski, L. Patiny, Beilstein J. Org. Chem. 2006, DOI: .
- 4Aufsätze über Organokatalyse:
- 4aM. J. Gaunt, C. C. C. Johansson, A. McNally, N. T. Vo, Drug Discovery Today 2007, 12, 8;
- 4bChem. Rev. 2007, 107, 5413–5883 (Themenheft zur Organokatalyse);
- 4cA. Dondoni, A. Massi, Angew. Chem. 2008, 120, 4716;
10.1002/ange.200704684 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 4638;
- 4dD. W. C. MacMillan, Nature 2008, 455, 304;
- 4eS. Bertelsen, K. A. Jørgensen, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2178;
- 4fM. Nielsen, D. Worgull, T. Zweifel, B. Gschwend, S. Bertelsen, K. A. Jørgensen, Chem. Commun. 2011, 47, 632;
- 4gA. Berkessel, H. Gröger, Asymmetric Organocatalysis, Wiley-VCH, Weinheim, 2004;
- 4h Enantioselective Organocatalysis (Hrsg.: ), Wiley-VCH, Weinheim, 2007;
- 4iP. Melchiorre, M. Marigo, A. Carlone, G. Bartoli, Angew. Chem. 2008, 120, 6232;
10.1002/ange.200705523 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6138;
- 4jB. List, J.-W. Yang, Science 2006, 313, 1584;
- 4kM. S. Taylor, E. N. Jacobsen, Angew. Chem. 2006, 118, 1550; Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1520;
- 4l Asymmetric Phase Transfer Catalysis (Hrsg.: ), Wiley-VCH, Weinheim, 2008;
- 4mT. Akiyama, Chem. Rev. 2007, 107, 5744.
- 5Aufsätze über Eintopf-Kaskaden in der Synthese von Naturstoffen und pharmazeutischen Produkten:
- 5aC. Grondal, M. Jeanty, D. Enders, Nat. Chem. 2010, 2, 167;
- 5bC. Vaxelaire, P. Winter, M. Christmann, Angew. Chem. 2011, 123, 3685; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3605.
- 6
- 6a Comprehensive Asymmetric Catalysis III (Hrsg.: ), Springer, Heidelberg, 1999;
- 6b New Frontiers in Asymmetric Catalysis (Hrsg.: ), Wiley-Interscience, New York, 2007.
- 7Scifinder abrufbar unter: https://scifinder.cas.org.
- 8Ausgewählte Beispiele zur Kombination von Metall-, Bio- oder Photoredox-Katalyse mit asymmetrischer Organokatalyse:
- 8aT. Yang, A. Ferrali, L. Campbell, D. J. Dixon, Chem. Commun. 2008, 2923;
- 8bJ. T. Binder, B. Crone, T. T. Haug, H. Menz, S. F. Kirsch, Org. Lett. 2008, 10, 1025;
- 8cG.-L. Zhao, F. Ullah, L. Deiana, S. Lin, Q. Zhang, J. Sun, I. Ibrahem, P. Dziedzic, A. Córdova, Chem. Eur. J. 2010, 16, 1585;
- 8dK. L. Jensen, P. T. Franke, C. Arróniz, S. Kobbelgaard, K. A. Jørgensen, Chem. Eur. J. 2010, 16, 1750;
- 8eD. Nicewicz, D. W. C. MacMillan, Science 2008, 322, 77;
- 8fD. A. Nagib, M. E. Scott, D. W. C. MacMillan, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10875;
- 8gE. Wingstrand, A. Laurell, L. Fransson, K. Hult, C. Moberg, Chem. Eur. J. 2009, 15, 12107;
- 8hM. Edin, J.-E. Bäckvall, A. Córdova, Tetrahedron Lett. 2004, 45, 7697.
- 9
- 9aZ.-H. Shao, H.-B. Zhang, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 2745;
- 9bC. Zhong, X.-D. Shi, Eur. J. Org. Chem. 2010, 2999;
- 9cM. Rueping, R. M. Koenigs, L. Atodiresei, Chem. Eur. J. 2010, 16, 9350.
- 10
- 10aP. L. Fuchs, Tetrahedron 2001, 57, 6855;
- 10bM. Wernerova, T. Hudlicky, Synlett 2010, 2701; für die Verwendung des Ausdrucks “yield per bond formed”:
- 10cS. Rendler, D. W. C. MacMillan, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5027.
- 11
- 11aD. Enders, M. R. M. Hüttl, J. Runsink, G. Raabe, B. Wendt, Angew. Chem. 2007, 119, 471;
10.1002/ange.200603434 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 467; Klassifizierung und Definition von Dominoreaktionen:
- 11bL. F. Tietze, Chem. Rev. 1996, 96, 115; Aufsätze über organokatalysierte Mehrkomponentenreaktionen:
- 11cG. Guillena, D. J. Ramón, M. Yus, Tetrahedron: Asymmetry 2007, 18, 693;
- 11dJ. Zhu, H. Bienaymé, Multicomponent Reactions, Wiley-VCH, Weinheim, 2005;
10.1002/3527605118 Google Scholar
- 11eA. Dömling, I. Ugi, Angew. Chem. 2000, 112, 3300;
10.1002/1521-3757(20000915)112:18<3300::AID-ANGE3300>3.0.CO;2-Z Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3168.10.1002/1521-3773(20000915)39:18<3168::AID-ANIE3168>3.0.CO;2-U CAS PubMed Web of Science® Google Scholar
- 12
- 12aY. Huang, A. M. Walji, C. H. Larsen, D. W. C. MacMillan, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15051; eine alternative Synthese von 6:
- 12bJ. Raczko, Tetrahedron 2003, 59, 10181.
- 13S. P. Lathrop, T. Rovis, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13628.
- 14D. Enders, M. R. M. Hüttl, C. Grondal, G. Raabe, Nature 2006, 441, 861.
- 15H. C. Kolb, M. S. Vannieuwenhze, K. B. Sharpless, Chem. Rev. 1994, 94, 2483.
- 16E. N. Jacobsen, Acc. Chem. Res. 2000, 33, 421.
- 17aP. Jiao, M. Kawasaki, H. Yamamoto, Angew. Chem. 2009, 121, 3383; Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 3333;
- 17bS. P. Brown, M. P. Brochu, C. J. Sinz, D. W. C. MacMillan, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10808;
- 17cG. Zhong, Angew. Chem. 2003, 115, 4379; Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 4247.
- 18Ł. Albrecht, H. Jiang, G. Dickmeiss, B. Gschwend, S. G. Hansen, K. A. Jørgensen, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9188.
- 19
- 19aH. Uehara, R. Imashiro, G. Hernández-Torres, C. F. Barbas III, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 20672;
- 19bR. Imashiro, H. Uehara, C. F. Barbas III, Org. Lett. 2010, 12, 5250; für verwandte Studien, siehe:
- 19cT. Urushima, D. Sakamoto, H. Ishikawa, Y. Hayashi, Org. Lett. 2010, 12, 4588;
- 19dH. Ishikawa, S. Sawano, Y. Yasui, Y. Shibata, Y. Hayashi, Angew. Chem. 2011, 123, 3858;
10.1002/ange.201005386 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 3774.
- 20
- 20aA. S. K. Hashmi, M. Rudolph, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1766;
- 20bT. C. Boorman, I. Larrosa, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1910.
- 21S. Belot, K. A. Vogt, C. Besnard, N. Krause, A. Alexakis, Angew. Chem. 2009, 121, 9085;
10.1002/ange.200903905 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 8923.
- 22A. Carlone, M. Marigo, C. North, A. Landa, K. A. Jørgensen, Chem. Commun. 2006, 4928.
- 23
- 23aX. Linghu, J. J. Kennedy-Smith, F. D. Toste, Angew. Chem. 2007, 119, 7815;
10.1002/ange.200702695 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 7671;
- 23bJ. Ramharter, H. Weinstabl, J. Mulzer, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14338;
- 23cM. Yu, S. S. Pochapsky, B. B. Snider, J. Org. Chem. 2008, 73, 9065;
- 23dB. M. Stoltz, T. Kano, E. J. Corey, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9044;
- 23eP. Bolze, G. Dickmeiss, K. A. Jørgensen, Org. Lett. 2008, 10, 3753;
- 23fG. Franck, K. Brödner, G. Helmchen, Org. Lett. 2010, 12, 3886.
- 24A. Michrowska, B. List, Nat. Chem. 2009, 1, 225.
- 25
- 25aC. Held, R. Fröhlich, P. Metz, Angew. Chem. 2001, 113, 1091;
Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1058;
10.1002/1521-3773(20010316)40:6<1058::AID-ANIE10580>3.0.CO;2-3 CAS PubMed Web of Science® Google Scholar
- 25bM. P. Sibi, L. He, Org. Lett. 2004, 6, 1749;
- 25cN.-W. Jan, H.-J. Liu, Org. Lett. 2006, 8, 151;
- 25dE. Palombo, G. Audran, H. Monti, Synlett 2005, 2104.
- 26
- 26aM. Nielsen, C. B. Jacobsen, M. W. Paixão, N. Holub, K. A. Jørgensen, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10581;
- 26bM. W. Paixão, N. Holub, C. Vila, M. Nielsen, K. A. Jørgensen, Angew. Chem. 2009, 121, 7474;
10.1002/ange.200903790 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 7338.
- 27R. López, M. Zalacain, C. Palomo, Chem. Eur. J. 2011, 17, 2450.
- 28Aufsätze zur Totalsynthese von Tamiflu:
- 28aM. Shibasaki, M. Kanai, Eur. J. Org. Chem. 2008, 1839;
- 28bJ. Magano, Chem. Rev. 2009, 109, 4398; für ausgewählte Beispiele, siehe:
- 28cC. U. Kim, W. Lew, M. A. Williams, H. Liu, L. Zhang, S. Swaminathan, N. Bischofberger, M. S. Chen, D. B. Mendel, C. Y. Tai, W. G. Laver, R. C. Stevens, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 681;
- 28dY.-Y. Yeung, S. Hong, E. J. Corey, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6310;
- 28eB. M. Trost, T. Zhang, Angew. Chem. 2008, 120, 3819;
10.1002/ange.200800282 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3759;
- 28fK. Yamatsugu, L. Yin, S. Kamijo, Y. Kimura, M. Kanai, M. Shibasaki, Angew. Chem. 2009, 121, 1090; Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 1070.
- 29
- 29aH. Ishikawa, T. Suzuki, H. Orita, T. Uchimaru, Y. Hayashi, Chem. Eur. J. 2010, 16, 12616;
- 29bH. Ishikawa, T. Suzuki, Y. Hayashi, Angew. Chem. 2009, 121, 1330;
10.1002/ange.200804883 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 1304.
- 30aH. Ishikawa, M. Honma, Y. Hayashi, Angew. Chem. 2011, 123, 2876; Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 2824;
- 30bZ. Pei, X. Li, T. W. von Geldern, D. J. Madar, K. Longenecker, H. Yong, T. H. Lubben, K. D. Stewart, B. A. Zinker, B. J. Backes, A. S. Judd, M. Mulhern, S. J. Ballaron, M. A. Stashko, A. M. Mika, D. W. A. Beno, G. A. Reinhart, R. M. Fryer, L. C. Preusser, A. J. Kempf-Grote, H. L. Sham, J. M. Trevillyan, J. Med. Chem. 2006, 49, 6439.
- 31aB. Simmons, A. Walji, D. W. C. MacMillan, Angew. Chem. 2009, 121, 4413;
10.1002/ange.200900220 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 4349;
- 31bC. M. Beechan, C. Djerassi, H. Eggert, Tetrahedron 1978, 34, 2503.
- 32R. Rios, I. Ibrahem, J. Vesely, H. Sundén, A. Córdova, Tetrahedron Lett. 2007, 48, 8695.
- 33J. L. Vicario, S. Reboredo, D. Badía, L. Carrillo, Angew. Chem. 2007, 119, 5260;
10.1002/ange.200700988 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 5168.
- 34N. T. Vo, R. D. M. Pace, F. O’Hara, M. J. Gaunt, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 404.
- 35K. L. Jensen, P. T. Franke, L. T. Nielsen, K. Daasbjerg, K. A. Jørgensen, Angew. Chem. 2010, 122, 133; Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 129.
- 36aF. Xu, M. Zacuto, N. Yoshikawa, R. Desmond, S. Hoerrner, T. Itoh, M. Journet, G. R. Humphrey, C. Cowden, N. Strotman, P. Devine, J. Org. Chem. 2010, 75, 7829. In diesem industriellen Prozess wurden einfache Reinigungsschritte wie Extraktionen innerhalb jeder Eintopf-Sequenz durchgeführt, um die hohen Qualitätsansprüche der Arnneimittelproduktion zu erfüllen. Ein Aufsatz, der sich mit den wichtigen Faktoren industrieller Prozesse beschäftigt:
- 36bM. Eissen, J. O. Metzger, E. Schmidt, U. Schneidewind, Angew. Chem. 2002, 114, 402;
10.1002/1521-3757(20020201)114:3<402::AID-ANGE402>3.0.CO;2-D Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 414.
- 37D. Seebach, Angew. Chem. 1990, 102, 1363; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1990, 29, 1320.
- 38
- 38aZ. G. Hajos, D. R. Parrish, J. Org. Chem. 1974, 39, 1615;
- 38bU. Eder, G. Sauer, R. Wiechert, Angew. Chem. 1971, 83, 492;
10.1002/ange.19710831307 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. Engl. 1971, 10, 496.
Citing Literature
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