Asymmetric reduction of ketones using new chiral complexes of zinc and iron

Asymetryczna redukcja prochiralnych ketonów prowadzi do otrzymania czystych optycznie, drugorzędowych alkoholi znajdujących szerokie zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym i spożywczym. Wśród wielu metod syntezy tych związków kluczowe znaczenie mają asymetryczna redukcja grupy karbonylowej na drodze transferu wodoru czy hydrosililowanie. Powszechnie stosowane katalizatory wykorzystywane w tych reakcjach bazują na drogich, trudno dostępnych i toksycznych metalach takich jak rod, ruten czy iryd. Niniejsza praca opisuje możliwość zastąpienia tych metali stosując kompleksy oparte na (1R,2R)-1,2-diaminocykloheksanie z solami cynku i żelaza. W literaturze znane są reakcje hydrosililowania z użyciem ligandów diaminowych z cynkiem, w większości przypadków stosowano jednak drogi i piroforyczny dietylocynk. W swojej pracy wykazałem, że zmiana ZnEt2 na stabilną i bezpieczną w użyciu sól Zn(OAc)2 pozwala na przeprowadzenie reakcji hydrosililowania z uzyskaniem produktu reakcji nawet z 85% nadmiarem enancjomerycznym. Wykorzystanie octanu cynku sprawia, że reakcja hydrosililowania staje się bezpieczniejsza i prostsza do wykonania w porównaniu z wcześniej stosowanymi procedurami. Przeprowadzono również szereg reakcji mających na celu sprawdzenie katalitycznych właściwości kompleksów żelaza i cynku z dostępnymi handlowo ligandami w reakcji hydrosililowania i transferu wodoru.

Preparation of optically pure secondary alcohols from prochiral ketones via asymmetric reduction is an important transformation in organic synthesis for the development of biologically active molecules in the fields of pharmaceuticals, fragrance, and flavor industry. The most popular methods of asymmetric reduction of prochiral ketones are hydrosilylation and transfer hydrogenation. Commonly used catalysts are based on expensive and toxic metals such as rhodium, ruthenium or iridium. This paper describes the possibility of replacing these metals by using chiral complexes containing (1R,2R)-1,2-diaminocyclohexane moiety and zinc or iron salts. Hydrosilylation catalyzed by chiral complexes of diamines with pyrophoric and expensive diethyl zinc has been developed for 15 years. Replacing diethyl zinc with readily available zinc salts makes the procedures easier and provides excellent conversions (up to >99%) and enantioselectivities (ees up to 85%). It was also carried out series reactions (hydrosilylation and transfer hydrogenation) to verify the catalytic properties of the commercially available ligands with iron and zinc salts.