Выбор раздела

Второй этап квеста

Второй этап квеста состоит из двух наборов структур, взятых из оригинальных научных работ в основном последних лет. Вам нужно будет найти информацию в оригинальных статьях. Все структуры перерисованы, поэтому будьте внимательны, потому что точного соответствия по картинке вы не найдёте, придется именно разбирать структуру и искать ее в схемах статей. Бывает даже так, что в какой-то статье самой нарисованной структуры и нет, потому что она оказалась где-то посредине стрелки с оследовательностью стадий, и авторы статьи именно эту структуру рисовать поленились. Иногда придётся лезть  в экспериментальные части статей ии даже в дополнительные материалы.

Сколько структур нужно сделать: сколько хотите и сколько будет не лень. Хотите побольше рейтинг ради спортивного интереса – хоть все. Можно ли присылать частями? Можно, но только не присылайте поправки к уже посланному – они приниматься не будут.

Задача для каждой структуры этого набора – найти ее в статье, и определить по списку:

— если в статье есть несколько экспериментов, ведущих к данной структуре, найдите оптимальный, дающий наилучшие результаты и все дальнейшее определяйте именно для такой реакции —

а) какие связи или фрагменты созданы с помощью реакций с участием комплексов переходных металлов (лучше всего прямо на структуре как-то показать – обвести, выделить, обозначить маркером и т.п…);

б) какая конкретно реакция была использована – используйте список сокращений, который дан ниже;

в) какой пред-катализатор использован;

г) если в состав катализатора или предкатализатора входит активный анциллярный лиганд, контролирующий селективность или реакционную способность или ещё что-то важное, укажите его; если нет – укажите, что таких лигандов в данном случае нет;

гг) если этот лиганд из тех, с которыми мы встречались в лекциях, указывайте просто сокращение или короткую формулу;

ггг) если это что-то оригинальное, типа, а это что за зверь – приведите его структуру и оцените, на что из известных лигандов это похоже, и какую цель пытались достичь ведением нового или использованием редкого лиганда;

д) оцените TON (приблизительно – округляйте смело, никаких знаков после запятой – одна цифра и порядок), если реакция некаталитическая, обозначьте это явно;

е) если реакция стереоселективна, укажите что это – энантио- или диастереоселективность, или и то и другое, добавляя es или ds к сокращению метода (например, ds-WTs, ds-TiK, es-HH, esds-TsT и т.п.);

ее) найдите количественную характеристику стереоселективности – энантиомерный избыток и/или диастереомерное отношение.

eee) найдите причину возникновения стереоселективности – источник асимметрической индукции и/или диастереоселективности

ж) если реакция направленная (directed), то какой атом или фрагмент определяют направленную атаку переходного металла, добавляйте d к сокращению метода (например, d-FuH, d-Pd/X-CH и т.п.)  

з) если реакция внутримолекулярная (циклизация), обозначьте это, добавляя букву i перед сокращением метода (например, i-MH, i-Sti, i-NuAu, i-MA и т.д., и определите тип циклизации по системе обозначений Болдуина (эндо/экзо и триг/диг)

Такой набор характеристик и свойств даёт возможность за каждую структуру получить до 30 плюсиков в зависимости от полноты и правильности ответов, а также объема информации в конкретной структуре (стереоселективные, направленные, внутримолекулярные реакции оцениваются большим количеством плюсиков в сравнении с более простыми реакциями).  При оценке ваших решений будут применяться совершенно субъективные бонусы – за особую полноту, точность (не в смысле цифр, а в смысле правильности интерпретации опубликованных данных) и другие хорошие вещи на моё усмотрение и выражение степени моего восхищения. Среди заданий, например, есть довольно каверзные, требующие особого внимания, неочевидные, даже немного парадоксальные (вызывают невольный возглас “ишь что выдумал, умник!” или “во даёт, потомок домашнего животного!” – правильные ответы на такие задания (не скажу заранее, о чём речь) точно принесут бонусы. Бонусы будут применяться в последнюю очередь и так, чтобы не изменить порядок в рейтинге, достигнутый без субъективных бонусов. Например, если вы и так первый/первая и без бонусов, можно добавить хоть тысячу плюсиков. А вот если второй/вторая, то только столько, чтобы не опередить первого/первую. Это касается только субъективных бонусов, регулярные бонусы, предусмотренные условием, например, такие, которые были в первой части, присуждаются только по результатам. Дисконты пока не вводятся.

Список сокращений методов (используйте только их, не изобретайте свои! – я буду использовать именно эти сокращения, чтобы понять, правильно ли вы определили метод). Вовсе не обязательно вы встретите все эти реакции, поэтому не пытайтесь гадать, правильно ли вы определили тип реакции, по принципу “а вот этого ещё не было”. Не было, и чёрт с ним. А что-то может встретиться и два, и три, и даже двадцать раз. 

  • реакция Мидзороки-Хека (MH);
  • карбонилирование (CO), в том числе гидрокси-, алкокси, аминокарбонилирование;
  • гидроформилирование (HCHO);
  • C-C кросс-сочетание по Судзуки-Мияуре с бороорганическими соединениями (SM);
  • C-C кросс-сочетание по Соногасире с терминальными ацетиленами (Son);
  • С-С кросс-сочетание с магнийорганикой (KTC)
  • C-C кросс-сочетание с цинкорганикой (Neg)
  • C-C кросс-сочетание с оловоорганикой (Sti)
    • внимание: если кросс-сочетание включает карбонилирование, добавляйте CO к сокращению типа кросс-сочетания, например Son-CO, MH-CO и т.п.
  • Реакция Посона-Кханда (PKR)
  • реакция Кулинковича или ее развитие (TiK);
  • реакция нуклеометаллирования с участием комплексов золота (NuAu);
  • C-N кросс-сочетание по Бухвальду-Хартвигу c аминами (Pd-CN);
  • C-N кросс-сочетание по Бухвальду-Хартвигу с амидами (Pd-CN-amide);
    • внимание: обязательно различайте аминирование и амидирование по Бухвальду-Хартвигу;
  • C-S кросс-сочетание (Pd-CS);
  • C-P кросс-сочетание (Pd-CP);
  • C-N кросс-сочетание, катализируемого комплексами меди (Cu-CN);
  • C-B кросс-сочетание (борилирование) (Pd-CB);
  • реакция Вакер-Цудзи (WTs)
  • метатезис олефинов (MO);
  • метатезис алкинов (MA);
  • метатезис енинов (MEY);
  • Метиленирование по Теббе-Петасису (TPM)
  • рутений-катализируемые реакции по CH-связям (Ru/CH);
  • реакция Фудзивары-Хека (FuH)
  • палладий-катализируемое CH-CH сочетание (Pd/CH-CH);
  • палладий-катализируемое арилирование (Pd/X-CH);
  • CH-борилирования (B/CH);
  • гомогенное гидрирование (HH);
  • палладий-катализируемое аллильное замещение (реакция Цудзи-Троста)(TsT);
  • CuAAC клик (CuAAC);
  • фигня какая-то (XZ).

R.Nirogi, et al J. Med. Chem. 2020, 63, 2833−2853

Ji, Z. Xin, H. He, S. Gao J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 16208−16212

R.J.Smith, B.C.Hawkins Eur. J. Org. Chem. 2019, 6847–6854

Benson, M.-P. Collin, A. Arlt, B. Gabor, R. Goddard, A. Fürstner, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 8739–8744

C.M.Hendrich et al Adv. Synth. Catal. 2021, 363, 549 – 557

M.Tomanik, C.Economou, M.C. Frischling, M.Xue, V.A. Marks, B.Q. Mercado, S.B. Herzon J. Org. Chem. 2020, 85, 8952−8989

J.R. Annand, P.S. Riehl, D.M. Schultz, C.S. Schindler J. Org. Chem. 2020, 85, 9071−9079

M.-K. Lau, Q.-F. Zhang, J.L.C. Chim, W.-T. Wong, W.-H. Leung Chem. Commun., 2001, 1478–1479

A.K.Ghosh, P.Ghosh, A.Hajra J. Org. Chem. 2020, 85, 15752−15759

A.Reiss, M.E. Maier Org. Lett. 2016, 18, 3146−3149

Z.Meng, L.Souillart, B. Monks, N. Huwyler, J. Herrmann, R. Müller, A. Fürstner J. Org. Chem. 2018, 83, 6977−6994

M.Fuchs, A. Fürstner Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 3978–3982

C.-X. Zhuo, A. Fürstner J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 10514−10523

J.Li, N. Zheng, X. Duan, R. Li, W. Songa Adv. Synth. Catal. 2021, 363, 846 – 850

I.S. Makarov, C.E. Brocklehurst, K.Karaghiosoff, G.Koch, P.Knochel Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 12774 –12777

D.W.Jee, H.Y.Lee Asian J. Org. Chem. 2021, 10, 820 –826

C. Nicolaou, Q. Chen, R. Li, Y. Anami, K.Tsuchikama J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 20201−20207

Min, X. Lin, C.-C. Li J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 15773−15778

T.Suzuki, T.Koyama, K.Nakanishi, S.Kobayashi, K.Tanino J. Org. Chem. 2020, 85, 10125−10135

O.G. Kulinkovich, D.G. Kananovich, M.Lopp, V.Snieckus Adv. Synth. Catal. 2014, 356, 3615 – 3626

Во втором наборе структур представлены молекулы, образованные не одной реакцией, а несколькими.

Если дана просто структура, смотрите на процесс, ведущий к этой структуре, этот процесс будет сложным (one-pot, тандем, каскад, или их сочетание) из предыдущей в опубликованной схеме синтеза.

Если даны две структуры, соединённые стрелкой, нужно найти все реакции с участием комплексов переходных металлов, которые обеспечивают это превращение.

Нужно найти в оригинальных статьях как осуществлены эти превращения, обращая внимание только на реакции с участием комплексов переходных металлов. Это может быть или несколько стадий, или каскадный, или тандемный процесс, или их комбинация. Если по дороге встречаются стадии без участия переходных металлов, игнорируйте их, если только они не встроены в каскад или тандем.

Еще раз – превращение может быть

  • простой последовательностью реакций (каждая в своем горшке, с выделением промежуточных продуктов и  загрузкой в следующую стадию);
  • или реакцией в одном горшке (лучше сказать процессом, потому что он по определению многостадийный, состоящий из нескольких реакций, one-pot process, без выделения промежуточных продуктов, но отдельные реакции разделены во времени, по необходимости в реакционную смесь подгружаются новые реагенты, запускающие следующие стадии, а выделение конечного продукта происходит один раз в конце);
  • или тандемным процессом (стадии – отдельные процессы в одном горшке, но все реагенты присутствуют сразу в реакционной смеси, а промежуточные продукты немедленно вступают в следующую стадию; если стадия каталитическая, то каталитический цикл проворачивается целиком прежде чем продукт идёт на следующую стадию или другой каталитический цикл);
  • или настоящим каскадом (с единым каталитическим циклом, одним предкатализатором);
  • или комбинацией вышеперечисленных
  • внимание: не используйте термин домино-реакция (domino-reaction), который часто встречается, но не имеет четкого смысла; если в статье реакция определена как домино, постарайтесь классифицировать ее сами одной из четырех категорий, приведенных выше. Более того, иногда в статьях путают каскады с тандемами, и то и другое обозначают словом домино просто по неразборчивости – поэтому не доверяйте определению, данному авторами статей, анализируйте сами. Ссылки на то, что в статье процесс обозначен как тандем, хотя на самом деле это настоящий каскад, не работают.

Для определения стадий используйте список реакций из 2 этапа, но, возможно, понадобятся еще несколько:

Для каскадов дополнительно используйте такие сокращения для стадий:

  • Окислительное присоединение (OA)
  • Направленное металлирование (DM) – вместо M подставляйте конкрентный металл
  • Карбометаллирование (MC) – вместо M подставляйте конкрентный металл
  • Восстановительное элиминирование (RE)
  • Если это ретро-реакция к любой из перечисленных – добавляйте r к сокращению.
  • И, внимание – завершением любого каскада является какая-нибудь полноценная реакция – ее надо определить, не разбирая на стадии, например, может быть каскад OA – PdC – PdC – SM (с двойным карбопалладированием и завершением кросс-сочетанием с борорганикой)

Задачи второго этапа:

 Определить тип процесса и стадий процесса;

  • Если это простая последовательность или one-pot – разобрать на отдельные реакции, игнорируя всё, что не использует переходные металлы;
  • Если это тандем – разобрать на отдельные реакции;
  • Если это каскад – разобрать на стадии каталитического цикла;
  • если это не каскад, определите стадию, которая лимитирует весь процесс (является самой медленной, самой неэффективной, самой низковыходной)
  • если это каскад, определите обший TON каскада;
  • если это не каскад, для каждой реакции определите предкатализатор и активный лиганд;
  • если это каскад, определите или предположите каталитически активную частицу, передаваемую от стадии к стадии
  • покажите на структуре конечного продукта связи или фрагменты, образованные на каждой из стадий или реакций (формат представления свободный – что придумаете, то и хорошо, лишь бы было понятно, разноцветные маркеры очень приветствуются, но не являются обязательным способом)
  • за полный анализ любого из заданий – до 50 плюсиков

L.F. Tietze, S. Jackenkroll, J. Hierold, L. Ma, B. Waldecker Chem. Eur. J. 2014, 20, 8628 – 8635

L.F. Tietze, C.Eichhorst, T.Hungerland, M. Steinert Chem. Eur. J. 2014, 20, 12553 – 12558

D. Tsvelikhovsky, S.L. Buchwald J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 14048–14051

S.Riedel, M.E. Maier J. Org. Chem. 2020, 85, 8203−8208

F.Puls, O.Kataeva, H.-J. Knölker Eur. J. Org. Chem. 2018, 4272–4276

N.A.Mallampudi, U.M.Choudhury, D.K. Mohapatra J. Org. Chem. 2020, 85, 4122−4129

Y.Zhou, H.Liang, Y.Sheng, S.Wang, Y. Gao, L.Zhan, Z.Zheng, M.Yang, G.Liang, J.Zhou, J.Deng, Z.Song J. Org. Chem. 2020, 85, 9230−9243

M.Mali, V.Jayaram, G.V.M. Sharma, S.Ghosh, F.Berrée, V.Dorcet, B.Carboni J. Org. Chem. 2020, 85, 15104−15115

  1. G. Valdomir, S. Senthilkumar, D. Ganapathy, Y. Zhang, L. Tietze Chem. Asian J. 2018, 13, 1888 – 1891

E. Sawano, M. Ogasawara ACS Omega 2019, 4, 19499−19504

Hu, P.; Snyder, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 5007−5010