Изучение влияния компексообразования на реакционную способность оснований Шиффа и диастереоселективность реакции имин-кетенового циклоприсоединения по Штаудингеру

Добрый день! Большое спасибо за вопрос.
Я думаю, что возможность дальнейшего повышения стереоселективности есть. Ранее были опробованы условия проведения реакций с использованием оксалилхлорида в качестве активирующего сореагента в ТГФ, хлористом метилене и ацетоне [2], но максимальное значение соотношения транс-/цис- изомеров составило около 4.5/1, что значительно ниже результатов, полученных для тозилхлорида.
В рамках данных исследований для активации генерации кетена применялся тозилхлорид, а в качестве растворителей были использованы ТГФ, хлористый метилен, ксилол-о и 1,4-диоксан (последние два показали наилучшие результаты и представлены на постере). Кроме того, был опробован нестандартный подход варьирования диастереоселективности реакций путем введения комплексообразователя, связывающего только E-изомер основания Шиффа. Это привело к неожиданным результатам, поскольку удалось достичь наибольшей диастереоселективности при 100°С (в обычных условиях повышение температуры приводило к смещению диастереоселективности в сторону образования цис-изомера).
Большое число варьируемых условий проведения реакций (использование различных активирующих сореагентов, температурных режимов, растворителей, и других параметров) позволяет предположить, что дальнейшее повышение диастереоселективности возможно, поэтому исследования продолжаются.

Да, при использовании комплексообразования суммарный химический выход β-лактамов уменьшается. Мы предполагаем, что это связано с неполной конверсией на стадии комплексообразования, необходимостью проведения реакций имин-кетенового циклоприсоединения при повышенной температуре, обеспечивающей разрушение комплекса и образование свободного имина, а также введением дополнительной стадии очистки от соединений меди путем экстракции. При исследовании возможностей комплексообразования целевых β-лактамов также было обнаружено, что они способны образовывать координационные соединения меди (II), однако такие реакции протекают очень медленно и с очень низкой степенью конверсии (контроль осуществлялся по ТСХ, выделить комплекс β-лактама пока не удалось).
В дальнейшем планируется предпринять ряд мер для увеличения суммарного выхода реакций. Во-первых, планируется вводить комплексообразователь на стадии получения имина для смещения направления реакции в сторону образования E-изомера. Во-вторых, для связывания меди планируется при проведении экстракции использовать водный раствор ЭДТА. В-третьих, планируется оптимизировать финальную стадию для поиска оптимальных условий получения β-лактамов из комплексов иминов.
Из литературы известно, что имины VI могут образовывать кординационные соединения с различными металлами (Cu, Pr, Co, Ni, Zn и др.), поэтому мы также рассматриваем возможность использования другого комплексообразователя и руководствуемся при этом некоторыми наблюдениями. Поскольку имин является достаточно крупным бидентатным лигандом, мы предполагаем, что использование комплексов, включающих трех и более иминовых лигандов будет приводить к меньшим выходам из-за стерической затрудненности вхождения имина в координационную сферу металла (для комплекса PrL3 выход составил всего 52%). К тому же, более приоритетными являются диамагнитные комплексообразователи, которые позволят избежать уширения сигналов в спектрах ЯМР 1Н, затрудняющего идентификацию и анализ продукта. Также необходимо, чтобы комплекс разрушался в условиях проведения реакции циклоприсоединения, что накладывает определенные ограничения на прочность комплекса. Поэтому следующим металлом, который планируется опробовать в качестве комплексообразователя, является Cu (I), соответствующий вышеперечисленным требованиям.