Dichloro {bis [1,1 ', 1'' – (phosphinetriyl) tripiperidine]} palladio [(P (NC 5 H 10) 3) 2 Pd (Cl) 2] (1) è un aereo accessibile, economico e facile stabile, ma altamente attiva catalizzatore Heck con un'eccellente tolleranza gruppo funzionale che opera efficacemente in condizioni di reazione blande che invia i prodotti accoppiati in rese molto elevate.
Dicloro-bis (aminophosphine) complessi di palladio con la formula generale [({P (NC 5 H 10) 3 – n (C 6 H 11) n}) 2 Pd (Cl) 2] (dove n = 0-2 ), appartengono a una nuova famiglia di facile accesso, molto a buon mercato, e l'aria stabile, ma CC altamente attiva e universalmente applicabile catalizzatori cross-coupling con un eccellente tolleranza gruppo funzionale. Dicloro {bis [1,1 ', 1'' – (phosphinetriyl) tripiperidine]} palladio [(P (NC 5 H 10) 3) 2 Pd (Cl) 2] (1), il complesso meno stabile all'interno di questa serie verso protoni, ad esempio sotto forma di acqua, consente una formazione di nanoparticelle facilitato e quindi, si è dimostrato essere il catalizzatore più attivo all'interno Heck questa serie a 100 ° C ed è molto raro esempio di un sistema catalizzatore efficace e versatile che opera in modo efficiente sotto lieve condizioni di reazione. Rapido e completo catalyst degradazione in condizioni di lavoro-up in fosfonati, sali piperidinio e altri, prodotti di decomposizione contenenti palladio assicurare una facile separazione dei prodotti di accoppiamento da catalizzatore e ligandi. La sintesi facile, conveniente e rapido di 1,1 ', 1 "- (phosphinetriyl) tripiperidine e 1, rispettivamente, l'uso semplice e conveniente, nonché le sue eccellenti prestazioni catalitiche nella reazione di Heck a 100 ° C, 1 ad uno dei le più attraenti e più verdi catalizzatori disponibili Heck.
Forniamo qui i protocolli visualizzati per il ligando e sintesi di catalizzatori nonché il protocollo di reazione per reazioni di Heck eseguita a 10 mmol scala a 100 ° C e mostrano che questo catalizzatore è adatto per l'uso in sintesi organiche.
Le reazioni palladio-catalizzate CC di cross-coupling, che sono stati riconosciuti con l'attribuzione del Premio Nobel per la chimica nel dicembre 2010, oggi appartengono ad uno strumento indispensabile per il target orientato sintesi di molecole organiche complesse in tutti i settori di ricerca e settori industriali. La reazione Mizoroki-Heck per esempio, permette l'accoppiamento di olefine con alogenuri arilici in presenza di una base ed è attualmente il metodo più diffuso per la preparazione di vinilbenzeni (Figura 1). La reazione Heck è stata dimostrata per trovare ampia utilità in entrambi, sintesi totali di prodotti naturali nelle università e sintesi nell'industria farmaceutica e agrochimica 1-10.
Figura 1. Heck generale reazione di cross-coupling tra un bromuro di arile e un'olefina. Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita.
Taxol, un inibitore mitotico utilizzato nella chemioterapia del cancro, Singulair, un farmaco asma e la prosulfuron erbicida nonché Cyclotene, un monomero per resine elettronici ad alte prestazioni sono esempi che sono stati preparati correttamente compreso un Heck-Mizoroki passo cross-coupling nelle loro sintesi (Figura 2) 11-14.
Figura 2. Esempi di composti organici di interesse industriale che coinvolgono una Heck reazione di cross-coupling palladio-catalizzata come passaggio chiave nella loro sintesi.ghres.jpg "TARGET =" _blank "> Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita.
Anche se i recenti sviluppi hanno aumentato notevolmente l'attività dei catalizzatori Heck 15-29, un protocollo di reazione tipica con bromuri arilici come substrati richiede ancora alte temperature di reazione (140 ° C), carichi di catalizzatore nell'intervallo 1% molare e tempi di reazione fino a 24 ore. Inoltre, condizioni di reazione modificati, comprese la temperatura di reazione, carichi di catalizzatore, basi, solventi e additivi, ad esempio sono spesso riportati, il che implica che questi protocolli raramente trovano la loro applicazione in sintesi organiche per mancanza di generalità. Inoltre, la maggior parte dei catalizzatori richiedono più fasi di reazione per la loro sintesi e, quindi, sono e basso rendimento in termini di tempo. Inoltre, tecniche inerte atmosfera e materie prime costose e poco stabile sono spesso utilizzati per la loro preparazione. Questo si riferisce alla necessità di nuove e migliorate, a buon mercato e facilmente accessibile, stavolo e verdi, ma reattivi e generali applicabili catalizzatori Heck con elevata tolleranza al gruppo funzionale che efficiente e affidabile funzionamento a carichi bassi catalizzatore con protocolli generali di reazione applicabili.
Dicloro-bis (aminophosphine) complessi di palladio sono stati recentemente introdotti come semplici catalizzatori CC cross-coupling accessibili, economici e di aria stabile, ma molto attivi con eccellente tolleranza gruppo funzionale 30-34, di cui dicloro {bis [1,1 ', 1' '- (phosphinetriyl) tripiperidine]} palladio [(P (NC 5 H 10) 3) 2 Pd (Cl) 2] (1) ha dimostrato di essere altamente efficace, affidabile e versatile catalizzatore Heck che opera in modo efficiente a 100 ° C 35. 1 è stato quantitativamente preparato in pochi minuti per trattamento di THF sospensioni di [Pd (Cl) 2 (COD)] (cod = cycloocta-1 ,5-diene) con 1,1 ', 1'' – (phosphinetriyl ) tripiperidine in atmosfera di aria a 25 °C. 1,1 ', 1'' – (phosphinetriyl) tripiperidine, il rispettivo sistema ligando è stato ottenuto in un solo passo dal gocciolamento di un eccesso di piperidina al raffreddata soluzioni etere etilico di PCl 3. I costi substrato per la preparazione di 1,1 ', 1'' – (phosphinetriyl) tripiperidine per 1 g di palladio precursore è meno di 1 € (stimato dai prezzi di catalogo di un fornitore di prodotti chimici) e, di conseguenza, molto a buon mercato.
Figura 3. Sintesi di dicloro {bis [1,1 ', 1'' – (phosphinetriyl) tripiperidine]} palladio [(P (NC 5 H 10) 3) 2 Pd (Cl) 2] (1). Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita .
Inoltre, nonostante il SImple e sintesi economico di 1 e le sue eccellenti prestazioni catalitiche, l'aggiunta di acido cloridrico acquoso (condizioni di lavoro-up), portano ad una rapida e completa degradazione del catalizzatore, accompagnata dalla formazione di fosfonato, sale piperidinio e insolubili contenenti palladio decomposizione prodotti, che sono facilmente separati dai prodotti di accoppiamento. Questo è un problema spesso ignorato, ma molto importante da considerare (da punti ecologici ed economici della visita) ed è di particolare importanza per la preparazione di composti farmacologicamente rilevanti.
Dichloro {bis [1,1 ', 1'' – (phosphinetriyl) tripiperidine]} palladio (1) è accessibile, aria stabile e altamente attiva catalizzatore Heck molto economico e facile con un eccellente tolleranza gruppo funzionale che opera efficacemente in lieve reazione condizioni per dare i prodotti di accoppiamento pulito dei rendimenti molto elevati. L'eccellente attività catalitica (e applicabilità generale) di 1 è dovuto alle proprietà uniche di aminophosphines: mentre il sterico, nonche la forza σ-donatore di aminophosphines è essenzialmente la stessa rispetto ai loro analoghi a base di fosfina-, livelli comparabili attività sono stati trovati complessi di tipo [(P {(NC 5 H 10) 3 – n (C 6 H 11) n}) 2 Pd (Cl) 2] (dove n = 0-3; Figura 3) in reazioni di cross-coupling cui meccanismi molecolari sono operative. D'altra parte, il labilecarattere dei legami PN in aminophosphines (sensibilità verso protoni, in forma di acqua ad esempio) offre la possibilità di controllare efficacemente la formazione di nanoparticelle di palladio: un numero crescente di obbligazioni PN nei ligandi facilita successivamente la loro degradazione indotta acqua e di conseguenza la formazione di nanoparticelle dai rispettivi complessi. Di conseguenza, poiché nanoparticelle di palladio sono la forma cataliticamente attiva di 1 nella reazione di Heck 35, come indicato dalla forma sigmoidali cinetica 36, 37 o l'inibizione efficace di catalisi dopo l'aggiunta di un forte eccesso di mercurio metallico a miscele di reazione di bromuro di arile, olefina e catalizzatore, per esempio 38, nonché la loro individuazione mediante l'analisi di miscele di reazione di Heck esemplare reazioni di cross-coupling di un microscopio elettronico a trasmissione (TEM) dotato di raggi X a dispersione di energia (EDX) analysator 35, sostituzione di 1 , 1 ', 1'' – (phosphinetriyl) tripiperidine di 1,1 '- (cyclohexylphosphinediyl) dipiperidine), 1 – (dicyclohexylphosphinyl) piperidina) o tricyclohexylphosphine, che aumenta successivamente il complesso stabilità e, quindi, ritarda l'(indotta acqua) la formazione di nanoparticelle loro. Di conseguenza, mentre dicloro-bis (1 – (dicyclohexylphosphinyl) piperidina) palladio, è il catalizzatore di elezione nella reazione di Heck eseguita a 140 ° C, la più alta attività catalitica è stata ottenuta per dicloro {bis [1,1 ', 1 '' – (phosphinetriyl) tripiperidine]} palladio [(P (NC 5 H 10) 3) 2 Pd (Cl) 2] (1) a 100 ° C, il complesso meno stabile all'interno di questa serie.
Figura 5. L'effetto della composizione legante di dicloro {bis (aminophosphine)} palladium con la formula generale [({P (NC 5 H 10) 3 – n (C 6 H 11) n}) 2 Pd (Cl) 2] (dove n = 0-2) sul complesso stabilità e, quindi, sulla facilità di (indotta acqua) la formazione di nanoparticelle e, quindi, la loro prestazione catalitica sotto lieve condizioni di reazione nella reazione di Heck cross-coupling. Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita.
Anche se le sintesi di cui sopra, nonché i protocolli di reazione Heck sono dritto in avanti, alcune delle procedure di risoluzione dei problemi più comuni sono: (a) assicurarsi che il bromuro di tetrabutilammonio è stato recentemente acquistato o conservato correttamente (tetrabutilammonio bromuro è igroscopico), (b) assicurarsi che i solventi secchi sono utilizzati per la sintesi ligando quando sono stati preparati piccole quantità di ligando, (c) assicurarsi che 1 èsia appena preparati o conservati in atmosfera inerte, (d) accertarsi che il NMP o DMF sono state recentemente acquistate, (e) fare in modo che le sostanze chimiche sono o appena acquistata o correttamente conservati, (f) di asciugatura in forno tutto in vetro e fresco sotto vuoto.
The authors have nothing to disclose.
Il sostegno finanziario da parte di Zurigo Università di Scienze Applicate nonché il Fondo nazionale svizzero (FNS) è riconosciuto.
Phosphorous trichloride | Sigma-Aldrich | 157791 | ReagentPlus, 99% |
Piperidine | Sigma-Aldrich | 104094 | ReagentPlus, 99% |
Dichloro(1,5-cyclooctadiene)palladium(II) | Sigma-Aldrich | 275891 | 99% |
Styrene | Sigma-Aldrich | S4972 | ReagentPlus, contains 4-tert-butylcatechol as stabilizer, ≥99% |
1-Bromo-4-phenoxybenzene | Sigma-Aldrich | B65209 | 99% |
Tetrabutylammonium bromide | Acros Organics | 185680025 | 99+% |
Potassium carbonate | Sigma-Aldrich | 347825 | Reagent grade, ≥98%, powder, -325 mesh |
Silica gel | Merck | 107734 | Silica gel 60 (0.063-0.2mm), for column chromatoraphy |
Diethyl ether | Sigma-Aldrich | 673811 | Anhydrous, ACS reagent, ≥99.0%, contains BHT as inhibitor |
Tetrahydrofuran (THF) | Sigma-Aldrich | 186562 | anhydrous, contains 250 ppm BHT as inhibitor, ≥99.9% |
Pentane | Sigma-Aldrich | 158941 | reagent grade, 98% |
N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) | Sigma-Aldrich | M79603 | ReagentPlus, 99% |