The reductive Pauson-Khand reaction is the analogous formation of cyclopentenones from alkyne, via its hexacarbonyldicobalt complex, an alkene and carbon monoxide.
We discovered that bicyclopentanones were formed form enynes using $Co_2(CO)_8$ or $Co_4(CO)_12$ and $H_2O$ in DME. Although the exact identifying of the reaction mechanism remains unspecified, we speculated that an in situ 1,4-reduction of the intermediate bicyclopentenone form the Pauson-Khand reaction by the $HCo(CO)_4$, that is presumably generated from the reaction of residual cobalt carbonyl complexes with $H_2O$, is responsible for bicyclopentanone formation.
With the same method, reduction of various functional groups such as alpha,beta-unsaturated carbonyl compounds, alpha-heterosubstituted ketones and aromatic nitro compounds can be accomplished. This reagent for these reductions is extremely clean with little byproduct formation, provides remarkable selectivity and affords the desired products in good to high yields.
However, attempted reductive N-O bond cleavage of 2-isoxazolines was not successful and gave various products in low yields depending on the structure of the reactants.
에나인을 다이메톡시에탄에서 다이코발트 옥타카보닐 (또는 테트라코발트 두데카카보닐)과 반응 시킬 때 물을 넣으면 바이사이클로펜탄온을 얻을 수 있다. 이것은 환원성 포손-칸트 반응을 실용적이고 효과적으로 보낼 수 있는 방법이다.
우리는 포손-칸트 반응이 진행되고 남은 코발트 카보닐 복합체가 물과 반응하여 코발트 하이드라이드를 만들고 이것이 포손-칸트 반응에서 생긴 바이사이클로펜텐온을 환원 시켜서 바이사이클로펜탄온을 만든다고 생각한다.
이것은 알파, 베타 위치가 불포화된 카보닐 화합물을 환원을 시킬 수 있다. 이때 반응은 선택적으로 진행되고 수율이 높고 부산물이 생기지 않는다.
알파 위치에 할로겐이 붙어 있거나 산소화된 케톤, 에폭시 케톤 또한 이 조건에서 환원이 된다.
뿐만 아니라 같은 조건으로 방향족 나이트로 화합물을 반응 시키면 높은 수율의 방향족 아민 화합물을 다른 부산물이 없이 얻을 수 있다.
우리는 2-아이소옥사졸린의 N-O 결합을 끊어 보려고 했지만 결과가 별로 좋지 않았다. 이 반응은 반응물의 구조에 따라서 여러가지 생성물이 생긴다. 또한 수율도 낮다.
우리가 여기서 제시한 방법은 여러 가지 이점이 있다. 우선 반응물들을 한꺼번에 넣을 수 있고 실험 방법이 단순하다. 다이코발트 옥타카보닐이나 테트라코발트 두데카카보닐은 특별히 변형을 가하지 않고서도 이용 할 수 있다. 반응 시간도 짧고 선택성이 높으며 원하는 생성물을 높은 수율로 얻을 수 있다. 또한 첨가물로 물을 넣는다는 것은 사용하기도 좋고 경제적이다.
이 반응에 대한 메커니즘은 아직도 확실하지는 않지만 반응 조건을 달리 하거나 최적화 시키고 적용 범위를 늘여 나간다면 유기 합성에서 유용한 방법이 될 수 있을 것이다.
