Reacția lui Ugi
În chimia organică , reacția Ugi este un multicomponent reacție care implică o cetonă sau aldehidă , amină , izonitril, și acid carboxilic pentru a forma o bis- amidă .
Reacția poartă numele lui Ivar Karl Ugi , care a fost primul care a înregistrat-o în 1959.
Caracteristici fizice
Reacția este exotermă și apare în general în câteva minute după adăugarea izonitrilului. Concentrațiile mari (0,5M - 2,0M) de reactivi dau cele mai bune randamente. Din solvenții polari și aprotici precum DMF funcționează bine, precum și alte tipuri precum metanolul și etanolul . Această reacție necatalizată are un randament atomic ridicat (en) , în timp ce se pierde doar o moleculă de apă , precum și un randament chimic ridicat .
Produsele reacției fiind posibil analogi ai proteinelor (en) , face obiectul mai multor încercări de enantioselectivitate pentru a obține produsul dorit în proporție mai mare decât imaginea sa în oglindă. Acest lucru a avut succes și în 2018.
Reacţie
Unul dintre posibilele mecanisme de reacție este ilustrat mai jos:
Amina 1 și cetona 2 formează imina (en) 3 cu pierderi echivalente cu o moleculă de apă. Schimbul de protoni cu acidul carboxilic 4 activează ionul iminium 5 pentru adăugarea nucleofilă a izonitrilului 6 cu ionul nitril 7 . O a doua adăugare nucleofilă are loc apoi cu anionul acidului carboxilic 8 . Etapa finală este o rearanjare Mumm cu transferul grupării acil R4 de la oxigen la azot . Toți pașii sunt reversibili (ro) , cu excepția rearanjării Mumm.
O paralelă poate fi trasă cu reacția Passerini (en) (fără amină), în care izonitrilul reacționează direct cu gruparea carbonil. Mai mult, această reacție poate concura cu reacția Ugi și poate deveni o cauză a impurităților.
Variații
Utilizarea compușilor într-o reacție bi-funcțională (sau 2 funcții?) Crește diversitatea produselor obținute. În acest fel, mai multe combinații conduc la produse cu structuri chimice interesante. Reacția Ugi a fost utilizată în combinație cu o reacție intramoleculară Diels-Alder într-o sinteză? proces? în mai multe etape alungite. Una dintre reacțiile rezultate (sau reacțiile adecvate?) Este cea a Ugi-Smiles cu componenta acidului carboxilic care este înlocuită cu un fenol. În această reacție, rearanjarea lui Mumm este înlocuită cu cea a Zâmbetelor. O altă combinație cu un tratament diferit? este cel cu reacția Buchwald-Hartwig. În cea a lui Ugi-Heck o cuplare? Heck aryl apare în a doua etapă.
Aplicații
Reacția Ugi este una dintre primele reacții chimice utilizate în mod explicit pentru dezvoltarea bibliotecilor chimice . Acestea sunt configurații ale compușilor care pot fi testați în mod repetat. Folosind principiile chimiei combinatorii , reacția Ugi face posibilă sintetizarea unui număr mare de compuși într-o singură reacție, prin combinarea unei varietăți de cetone (sau aldehide), amine, izocianuri și acizi carboxilici. Aceste biblioteci chimice pot fi utilizate cu enzime sau organisme vii pentru a sintetiza noi substanțe farmaceutice .
Reacția Ugi poate da astfel, în combinație cu reacția Heck , izochinolină . Poate produce, de asemenea, marca Crixivan indinavir . De asemenea, poate duce la fabricarea de anestezice, cum ar fi lidocaina și bupivacaina .
În octombrie 2020, mai multe serii de reacții Ugi sunt analizate de cercetători ca parte a căutării tratamentelor pentru COVID-19 .
Note și referințe
-
(de) Ugi I, Meyr R, Fetzer U, Steinbrückner C, „ Versuche mit Isonitrilen ” , Angew. Chem. , vol. 71, nr . 11,1959, p. 386 ( DOI 10.1002 / angel.19590711110 )
-
(de) Ugi I, Steinbrückner C, „ Über ein neues Kondensations-Prinzip ” , Angew. Chem. , vol. 72, fără oase 7-8,1960, p. 267–268 ( DOI 10.1002 / ange.19600720709 )
-
(în) Ugi, I., „ The α-Addition of immonium ions and anions to isocyanides Accompanied by Secondary Reactions ” , Angewandte Chemie International Edition în limba engleză , vol. 1, n o 1,1962, p. 8–21 ( DOI 10.1002 / anie.196200081 )
-
(ro) Boltjes A, Liu M, Liu H, Dömling A, " Ugi Multicomponent Reaction " , Org. Sintetizator. , vol. 94,2017, p. 54–65 ( DOI 10.15227 / orgsyn.094.0054 , citiți online )
-
(ro) Ugi I, Lohberger S, Karl R, Comprehensive Organic Synthesis , vol. 2, Oxford, Pergamon,1991, 1083-1109 p. ( ISBN 0-08-040593-2 ) , „Reacțiile Passerini și Ugi”
-
(în) Ugi I, Werner B Dömling A, „ Chimia izocianurilor, reacții multicomponente ale acestora și bibliotecile lor ” , Molecules , Vol. 8,2003, p. 53–66 ( DOI 10.3390 / 80100053 , S2CID 53949436 , citiți online )
-
(în) Banfi L, R Riva, Organic Reactions , Vol. 65, Wiley,2005( ISBN 0-471-68260-8 ) , „Reacția Passerini”)
-
(în) Tempest PA, „ Progresele recente în generarea heterociclului folosind o reacție eficientă de condensare Ugi cu mai multe componente ” , Opinia curentă în Discovery & Development Drug , Vol. 8, n o 6,noiembrie 2005, p. 776–88 ( PMID 16312152 )
-
(în) Ugi I Heck S, „ Reacțiile multicomponente și bibliotecile lor pentru chimia naturală și pregătitoare ” , Chimie combinatorie și screening de mare viteză , Vol. 4, n o 1,Februarie 2001, p. 1–34 ( PMID 11281825 , DOI 10.2174 / 1386207013331291 )
-
(în) Bienayme H Hulme C Oddon G, Schmitt P, „ Maximizarea eficienței sintetice: transformările multi-componente conduc calea ” , Chimie , vol. 6, nr . 18,Septembrie 2000, p. 3321–9 ( PMID 11039522 , DOI 10.1002 / 1521-3765 (20000915) 6:18 <3321 :: AID-CHEM3321> 3.0.CO; 2-A )
-
(în) Dömling A Ugi I, „ Reacții multicomponente cu izocianuri ” , Angewandte Chemie , vol. 39, nr . 18,Septembrie 2000, p. 3168–3210 ( PMID 11028061 , DOI 10.1002 / 1521-3773 (20000915) 39:18 <3168 :: AID-ANIE3168> 3.0.CO; 2-U )
-
(ro) Wang Q, Wang DX, MX Wang, Zhu J, " Still Unconquered: Enantioselective Ugi and Passerini Multicomponent Reactions " , Accounts of Chemical Research , vol. 51, nr . 5,Mai 2018, p. 1290–1300 ( PMID 29708723 , DOI 10.1021 / acs.accounts.8b00105 )
-
(în) Zhang J, Yu P, Li SY, Sun H, Cheung SH, Wang JJ, KN Houk, Tan B, „ Reacție Ugi cu patru componente catalizată de acid fosforic asimetric ” , Science , vol. 361, nr . 6407,septembrie 2018, eaas8707 ( PMID 30213886 , DOI 10.1126 / science.aas8707 )
-
(în) Danemarca SE, Fan Y, " Adaosuri catalitice, izocianide alfa enantioselective ale reacțiilor catalizate pe baza Lewis Deviația Passerini " , The Journal of Organic Chemistry , vol. 70, n o 24,noiembrie 2005, p. 9667–76 ( PMID 16292793 , DOI 10.1021 / jo050549m )
-
(în) Xiang Z, Luo T, Lu K, Cui J, Shi X, R Fathi, Chen J, Yang Z, „ Sinteza concisă a izochinolinei prin reacțiile Ugi și Heck ” , Organic Letters , vol. 6, n o 18,Septembrie 2004, p. 3155–8 ( PMID 15330611 , DOI 10.1021 / ol048791n )
-
(în) Rossen K Pye PJ DiMichele LM RP Volante, Reider PJ, " O abordare eficientă de hidrogenare asimetrică la sinteza intermediarului piperazinic Crixivan " , Tetrahedron Letters , Vol. 39, n o 38,1998, p. 6823–6826 ( DOI 10.1016 / S0040-4039 (98) 01484-1 )
-
(în) „ Covid Moonshot Sprint 4 ” ,20 octombrie 2020