Phase-transfer catalysis as a tool for building quaternary stereocenters

Abstract

Enantioselective Michael additions of α-substituted phenylpropanoates to acrylonitriles as well as enantioselective Michael additions of substituted benzyl cyanides to acrylates were attempted using phase-transfer catalysts. Application of dimeric Cinchona alkaloid derived catalysts (5 mol-%) in the Michael addition of α-methylbenzyl cyanide to ethyl acrylate under mild reaction conditions provided the product with up to 28% enantiomeric excess. A number of Cinchona alkaloid derived catalysts were evaluated as well as other phase-transfer catalysts such as chiral tetraaminophosphonium salts of Ooi and co-workers and the pentanidium salt of Tan and co-workers. However, reactions catalysed with these catalysts gave enantioselectivities below 28% ee or near racemic. In an attempt to increase the enantioselectivity of the reaction of the α-methylbenzyl cyanide to ethyl acrylate, more steric bulk was added to the benzyl cyanide by using α-isopropylbenzyl cyanide instead of the α-methylbenzyl cyanide. Application of N-benzylcinchonidinium bromide (5 mol-%) in the Michael addition of α-isopropylbenzyl cyanide to ethyl acrylate under mild reaction conditions provided the product with a enantiomeric excess of up to 30%.

Enantioselektiva Michael additionsreaktioner av α-substituerade fenylpropanoater till akrylnitriler samt enantioselektiva Michael additionsreaktioner av bensyl cyanider till akrylater utfördes med hjälp av fas-överförings katalysatorer. Användning av dimeriska Cinchona-alkaloid derivat som katalysatorer (5 mol-%) i Michael additionsreaktionen av α-metylbensyl cyanid till etyl akrylat under milda reaktionsbetingelser gav produkten med ett enantiomeriskt överskott upp till 28% ee. Ett antal Cinchona-alkaloid härledda katalysatorer utvärderades liksom även andra katalysatorer så som Ooi och kollegers kirala tetraaminofosfonium salter och pentanidium saltet utvecklat av Tan och medarbetare. Olyckligtvis var produkterna som hade katalyserats med dessa under 28% ee eller nära till rasemiska. I ett försök att förbättra enantioselektiviteten i additionsreaktionen av α-metylbensyl cyaniden till etyl akrylat, ersattes α-metylbensyl cyaniden med en större och därmed mera sterisk bensyl cyanid, en α-isopropylbensyl cyanid. Användningen av N-bensylcinkonidinium bromid (5 mol-%) i Michael additionsreaktionen av α-isopropylbensyl cyanid till etylakrylat under milda reaktionsbetingelser gav produkten med ett enantiomerisk överskott på upp till 30% ee.