Asymmetric reduction of ketones using chiral complexes with environmentally friendly metals

Asymetryczna redukcja ketonów do drugorzędowych alkoholi, stanowi jedną z najczęściej stosowanych metod otrzymywania tej ważnej klasy związków. Spośród możliwych dróg syntezy asymetrycznej, reakcja hydrosililowania ketonów prowadzi do otrzymania chiralnych alkoholi z wysoką enancjoselektywnością. Początkowe badania hydrosililowania ketonów dotyczyły zastosowania kompleksów metali szlachetnych tj. Ru, Ir oraz Rh. Duża toksyczność jak i wysoka cena tych metali były głównymi motywami do podjęcia próby zastąpienia ich innymi, znacznie tańszymi oraz mniej szkodliwymi metalami bloku d, takimi jak Cu, Fe czy też Zn. W prezentowanych badaniach jako katalizatorów użyto kompleksów nieorganicznych soli cynku z chiralnymi ligandami typu pybox. Najlepsze rezultaty redukcji acetofenonu uzyskano dla reakcji katalizowanych kompleksami TPS-he-pybox z octanem cynku (wyd. 99 %, ee 74%). Przeprowadzono również hydrosililowanie sporej serii innych ketonów alkilowo-arylowych, katalizowane utworzonymi in situ kompleksami cynku z TPS-he-pyboxem Wykonane reakcje doprowadziły do uzyskania całkowitej konwersji (99%) większości badanych ketonów oraz wysokich wartości nadmiarów enancjomerycznych aż do 85%.

Asymmetric reduction of ketones to the secondary alcohols is one of the most popular method for the synthesis of this important class of organic compounds. Among the possible route of asymmetric synthesis, hydrosilylation of ketones leads to chiral alcohols with high enantioselectivity. The early studies on the hydrosilylation of ketones included application of precious metal complexes i.e. Ru, Rh and Ir. High price and toxicity of those catalysts, were the main reason to seek effective catalysts based on less harmful and much cheaper d-block metals, such as Zn, Fe and Cu. In the presented studies, the hydrosilylation of ketones were performed using complexes of inorganic zinc salt with chiral pybox-type ligands as a catalyst. The best results in the acetophenone reduction are obtain for reactions catalyzed by zinc acetate complexed with TPS-he-pybox (conversion 99%, ee 74%). A considerable series of other alkyl-aryl ketones was also tested in the catalytic asymmetric hydrosilylation. The in situ generated TPS-he-pybox–Zn complex efficiently catalyses reduction of almost all studied ketones yielding the corresponding alcohols with full conversion (99%) and excellent enantiomeric excesses up to 85%.