1.1. Phản ứng khử trong tổng hợp hữu cơ
1.1.1.5. Các tác nhân khử hydride với các nhóm hút electron
Tương tự với các nhóm đẩy electron có xu hướng gia tăng tính khử của các hợp chất B và Al, các nhóm hút electron sẽ làm giảm tính khử. Các nhóm hút electron phổ biến nhất là các nhóm acyloxy hay cyano.
Sự thay thế hydride bằng một nhóm acyloxy (-O2CR) thu được các acyloxyborohydride, có hoạt tính kém hơn đáng kể so với NaBH4. Acyloxyborohydride [NaBH4-n(O2CR)n]có sự chọn lọc đáng chú ý, như đã được mô tả bởi sự khử hóa đơn vị aldehyde trong (Z)-8-oxonon-4-enal trong sự có mặt của hợp phần ketone. Có thể đạt được sự chọn lọc lập thể tốt như trong tổng hợp (-)-
sanglifehrin A của Paquette và các cộng sự [74]. Tetramethylamonium triacetoxyborohydride khử hóa đơn vị ketone trong 45 thu được 46 với hiệu suất 82% và sự chọn lọc tốt đối với diastereomer được chỉ ra trong hình 1.21.
Hình 1.21. Khử hóa đơn vị ketone trong 45 sử dụng xúc tác Tetramethylamonium
triacetoxyborohydride bởi Paquette và các cộng sự
NaBH4 cho phản ứng với HCN thu được natri cyanoborohydride (NaBH3CN) [95, 99], một tác nhân bền có hoạt tính khử thấp hơn NaBH4 và rất chọn lọc. Tác nhân này không bị phân hủy trong dung dịch acid, tan trong THF, MeOH, H2O, HMPA, DMF, sulfolane mà không phản ứng với các dung mơi trên.
Natri cyanoborohydride dễ dàng khử hóa các iodid, bromide hay tosylate thành các hydrocarbon với hiệu suất tốt khi dung mơi là HMPA [46], ngay cả khi có mặt các nhóm carbonyl. Sự khử hóa nhóm iodo trong 47 cho 48 với hiệu suất 62% mà
không động tới hợp phần lactone đã được báo cáo bởi Fukuyama và cộng sự trong tổng hợp (-)-anisatin [70].
Hình 1.22. Khử hóa 47 bằng natri cyanoborohydride bởi Fukuyama và các cộng sự
Các ketone và aldehyde được khử hóa bằng natri cyanoborohydride trong mơi trường acid. Natri cyanoborohydride bền với pH 3-4, tại pH đó carbonyl được hoạt hóa thành dạng carbonyl đã proton hóa (C=OH+) và sau đó được khử hóa [11]. Một
ví dụ là sự khử hóa đơn vị aldehyde trong 49 để thu được 50 với hiệu suất 89% (tại pH bằng 4) trong tổng hợp bất đối 4-hydroxypipecolic của Varela và Di Nardo [30]. Đáng chú ý rằng hợp phần lactone hay benzyl carbamat đều khơng bị khử hóa dưới cùng điều kiện.
Hình 1.23. Khử hóa hợp phần aldehyde trong 49 sử dụng xúc tác NaBH3CN bởi
Varela và DiNardo
Khả năng khử hóa các hợp chất dưới điều kiện acid là rất lý tưởng cho sự khử hóa các enamine và enamide. Các muối iminium dễ dàng bị khử hóa ở pH trung tính [10]. Khi tiến hành phản ứng khử enamine trong môi trường acid, sự proton hóa nitrogen thu được muối iminium, sau đó là sự khử hóa in situ bằng cyanoborohydride [11, 40]. Trong một tổng hợp nominine, Muratake và cộng sự đã khử hóa enamide 51 để thu được dẫn xuất no 52 với hiệu suất 91% sử dụng dung dịch acid của natri
cyanoborohydride [64].
Hình 1.24. Khử hóa enamide 51 bởi Muratake và cộng sự
Natri borohydride cũng là một tác nhân tốt cho phản ứng khử alkyl hóa của các amine [12]. Trong một tổng hợp (+)-lysergic acid bởi Jia và cộng sự [56], phản
ứng của đơn vị amine trong 53 với formaldehyde, sau đó là sự khử hóa với natri
cyanoborohydride thu được methylamine 54 với hiệu suất 81%.
Hình 1.25. Sự khử alkyl hóa amine 53 bởi Jia và các cộng sự