Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

תגובות חוצה צימוד Mizoroki-לעזאזל האיצו ידי dichloro {bis [1,1 ', 1'' - tripiperidine (phosphinetriyl)]} פלדיום בתנאי תגובה מתון

Published: March 20, 2014 doi: 10.3791/51444
Automatic Translation
1, 2
1Institute of Inorganic Chemistry, University of Zürich, 2Institute of Chemistry & Biological Chemistry, Zürich University of Applied Sciences

Summary

Dichloro {bis [1,1 ', 1'' - tripiperidine (phosphinetriyl)]} פלדיום [(P (NC 5 H 10) 3) 2 Pd (Cl) 2] (1) הוא אוויר נגיש, זול, וקל זרז לעזאזל יציב, אבל מאוד פעיל עם סובלנות קבוצה פונקציונלית מצוינת שיעילות פועלת בתנאי תגובה מתונים לתת מוצרי הצימוד בתשואות גבוהות מאוד.

Abstract

Dichloro-bis מתחמים (aminophosphine) של פלדיום עם הנוסחה הכללית של [(P {(NC 5 H 10) 3 - n (C 6 H 11) n}) 2 Pd (Cl) 2] (כאשר n = 0-2 ), שייכים למשפחה חדשה של קל ונגיש, זול מאוד, ואוויר יציב, אבל זרזי צימוד צולב CC מאוד פעיל והישים באופן אוניברסלי עם סובלנות קבוצה פונקציונלית מעולה. Dichloro {bis [1,1 ', 1'' - tripiperidine (phosphinetriyl)]} פלדיום [(P (NC 5 H 10) 3) 2 Pd (Cl) 2] (1), מורכב יציבים לפחות בתוך סדרה זו כלפי פרוטונים; למשל בצורה של מים, מאפשרת היווצרות nanoparticle הקלה ולכן, הוכיחה להיות הזרז לעזאזל הפעיל ביותר בסדרה זו ב 100 מעלות צלזיוס והיא דוגמא נדירה מאוד של מערכת זרז יעילה ותכליתית שיעילות פועלת במסגרת קלה תנאי תגובה. ג המהיר ומלאהשפלה atalyst בתנאי עבודה עד לפוספטים, מלחי piperidinium ומוצרי פירוק אחרים, המכיל פלדיום להבטיח הפרדה קלה של מוצרי צימוד מהזרז וליגנד. הסינתזה הקלילה, זולה ומהירה של 1,1 ', 1 "- tripiperidine (phosphinetriyl) ו1 בהתאמה, את השימוש הפשוט ונוח, כמו גם ביצועים קטליטי שלה מעולים בתגובה לעזאזל ב 100 מעלות צלזיוס לעשות 1 לאחד הזרזים לעזאזל האטרקטיביים והירוקים ביותר.

אנו מספקים כאן את הפרוטוקולים דמיינו ליגנד וסינתזות זרז כמו גם את פרוטוקול התגובה לתגובות לעזאזל שבוצעו בקנה מידת 10 מילימול ב 100 מעלות צלזיוס ולהראות כי זרז זה הוא מתאים לשימוש שלה בסינתזות אורגניות.

Introduction

תגובות-זרז פלדיום CC צימוד צולב, שהוכרו על ידי הפרס של פרס נובל בכימיה בחודש דצמבר 2010, כיום שייכות לכלי הכרחי לסינתזת יעד אוריינטציה של מולקולות אורגניות מורכבות בכל תחומי המחקר והמגזרים תעשייתיים. תגובת Mizoroki-לעזאזל לדוגמא, מאפשרת צימוד של אולפינים עם הלידים aryl בנוכחות בסיס והיא כיום השיטה הפופולרית ביותר להכנת vinylbenzenes (איור 1). התגובה לעזאזל הודגמה למצוא כלי רחב בשניהם, סינתזות כוללת של מוצרים טבעיים באקדמיה ובסינתזה בתרופות ובתעשיית האגרוכימיה 1-10.

איור 1
איור 1. תגובת צימוד הצולב לעזאזל כלליים בין רומיד aryl וolefin. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

טקסול, מעכב mitotic בשימוש בכימותרפיה לסרטן, סינגולייר, תרופת אסתמה וprosulfuron קוטל העשבים כמו גם Cyclotene, מונומר לרפים אלקטרוניים ביצועים גבוהים הם דוגמאות שיושמו בהצלחה, כולל שלב צימוד צולב לעזאזל-Mizoroki בסינתזות שלהם (איור 2) 11-14.

איור 2
איור 2. דוגמאות של תרכובות אורגניות רלוונטיות תעשייתי מעורבים תגובת צימוד צולב-זרז פלדיום לעזאזל כצעד מפתח בסינתזה שלהם.ghres.jpg "target =" _blank "> לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

למרות ההתפתחויות האחרונות במידה ניכרת הגדילו את הפעילות של הק זרזי 15-29, פרוטוקול תגובה טיפוסי עם קלישאות aryl כמו מצעים עדיין דורש טמפרטורות גבוהות תגובה (140 מעלות צלזיוס), העמסות זרז בטווח של 1% mol וזמני תגובה של עד ל24 שעות. יתר על כן, תנאי תגובה שונה, כולל טמפרטורת התגובה, העמסות זרז, בסיסים, ממסים ותוספים, למשל במקרים רבים דיווחו, רומזים כי הפרוטוקולים הללו יהיו נדירים למצוא את יישומם בסינתזות אורגניות בשל חוסר הכלליות. יתר על כן, רוב הזרזים לדרוש צעדי תגובה מרובים לסינתזה ומכאן שלהם, הם ונמוכים מניב זמן רב. בנוסף, טכניקות אינרטי-אווירה וחומרי המוצא יקרים של יציבות עניות משמשים לעתים קרובות להכנה שלהם. זה מתייחס לצורך של חדש ומשופר, זול וקל נגיש, שלשולחן וזרזים לעזאזל ישימים ירוקים, אבל תגובתי וכללית עם סובלנות קבוצה פונקציונלית גבוהה, הפועלת ביעילות ובאמינות בבית מתאם זרז נמוך עם פרוטוקולי תגובה ישימים בכלל.

Dichloro-bis מתחמים (aminophosphine) של פלדיום הוכנסו לאחרונה כזרזי צימוד צולב CC נגישים, זולים ואוויר יציב אך פעילים מאוד קלים עם סובלנות קבוצה פונקציונלית מעולה 30-34, מתוכם dichloro {bis [1,1 ', 1' '- Tripiperidine (phosphinetriyl) פלדיום]} [(P (NC 5 H 10) 3) 2 Pd (Cl) 2] (1) הוכיח להיות זרז לעזאזל יעיל ביותר, אמין, ותכליתי שפועל ביעילות 100 ° C . 35 1 הוכן כמותית בתוך דקות ספורות בלבד על ידי טיפול של מתלי THF של [פ"ד (Cl) 2 (בקלה)] (בקלה = cycloocta-1 ,5-diene) עם 1,1 ', 1'' - (phosphinetriyl tripiperidine) תחת אווירת אוויר ב25 °ג 1,1 ', 1'' - tripiperidine (phosphinetriyl), המערכת ליגנד המתאימה הושגה בשלב אחד על ידי תוספת dropwise של עודף piperidine למקורר פתרונות אתר diethyl של PCL 3. עלויות המצע להכנת 1,1 ', 1'' - tripiperidine (phosphinetriyl) עבור 1 גרם של מבשר פלדיום היא פחות מ 1 € (משוער ממחירי הקטלוג של הספק כימי), ולכן, זולה מאוד.

איור 3
איור 3. סינתזה של dichloro {bis [1,1 ', 1'' - tripiperidine (phosphinetriyl)]} פלדיום [(P (NC 5 H 10) 3) 2 Pd (Cl) 2] (1). לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר .

יתר על כן, למרות simple וסינתזה זולה של 1 וביצועים קטליטי שלה מעולים, התוספת של חומצה הידרוכלורית מימית (תנאי עבודה-up), להוביל להידרדרות זרז מהירה ומלאה, בליווי היווצרות פוספונאט, מלח piperidinium, ופירוק המכיל פלדיום מסיס מוצרים, אשר בקלות מופרדות ממוצרי הצימוד. זוהי סוגיה לעתים קרובות התעלמה, אבל חשוב מאוד כדי להיחשב (מנקודות אקולוגיות וכלכליות של השקפה) והוא בעל חשיבות מיוחדת להכנת תרכובות רלוונטיות pharmaceutically.

Protocol

1. ליגנד סינתזה (1,1 ', 1'' - (tripiperidine Phosphinetriyl))

  1. הוסף 150 מיליליטר של אתר diethyl יבש ו5 מיליליטר של trichloride זרחן (57.3 מילימול) במ"ל מיובש בתנור 500 עגול עם תחתית בקבוק. שים פס ומערבבים בסיבוב תחתית בקבוק ולצרף 250 מיליליטר יורד משפך ולכסות את הבקבוק עם septa.
  2. לצנן את הפתרון ל0 ° C על ידי הנחת הבקבוק העגול תחתית באמבט קרח.
  3. הכן פתרון של 42.5 מיליליטר של piperidine (429.8 מילימול, 7.5 equiv. Rel. לPCL 3) ושל אתר diethyl 100 מיליליטר ולהוסיף את הפתרון הזה באיטיות דרך המשפך יורד לתוך תמיסת אתר diethyl עורר, המכיל trichloride זרחן. בנוסף piperidine מלווה בממטרים של כלוריד piperidinium.
  4. לאחר תוספת מלאה, לחמם את תערובת תגובת RT. על מנת להבטיח גיור מלא, לעורר את הפתרון ל30 דקות נוספות ב RT.
  5. סנן את תערובת התגובה על frit זכוכית ולאסוףהתסנין ב500 מיליליטר עגול עם תחתית בקבוק. על מנת להגדיל את התשואה של 1,1 ', 1'' - (phosphinetriyl) tripiperidine לשטוף את עוגת הסינון עם של דיאתיל אתר יבש 100 מיליליטר נוסף.
  6. להתאדות הממס של התסנין במאייד סיבובי כדי להשיג יגנד הטהור (1,1 ', 1'' - tripiperidine (phosphinetriyl)) בתשואת 80%> כשמן מחוץ לבן, אשר מתקשה עם זמן. בדוק את טוהר המוצר על ידי ספקטרוסקופיה P NMR {H 1} ביום 31 (δ ב117.3 עמודים לדקה בC 6 D 6) 8 א.

2. זרז הסינתזה (dichloro {bis [1,1 ', 1'' - (phosphinetriyl) tripiperidine]} פלדיום)

  1. לשקול את [פ"ד (בקלה) Cl 2] (0.35 מילימול, 100 מ"ג) ולהוסיף לנקי, 50 מיליליטר תנור מיובש עגול עם תחתית בקבוק המכיל 10 מיליליטר של THF היבש. להוסיף סרגל מערבבים, מכסה את הבקבוק עם מחיצה ומערבבים את ההשעיה.
  2. לשקול את 1,1 ', 1'' - tripiperidine (phosphinetriyl) (0.875 מילימול, מ"ג 248) ולהוסיף לבקבוקון נקי ויבש המכיל 10 מיליליטר של THF היבש. הוסף את 1,1 ', 1'' - הפתרון (phosphinetriyl) tripiperidine באמצעות מזרק דרך המחיצה להשעית THF של [פ"ד (בקלה) Cl 2]. ההשעיה הופכת באופן מיידי לפתרון צהוב כהה ואילו בנוסף, המציין סיום של התגובה.
  3. על מנת להסיר מוצקים מסיסים לעבור את תערובת התגובה במהירות דרך frit זכוכית מיובשת בתנור ולאסוף את התסנין ב25 מיליליטר בקבוק עגול תחתית. הסר את נדיפים תחת לחץ מופחת. שטוף מורכב פלדיום שלוש פעמים עם 5 מיליליטר של פנטן.
  4. הסר את פנטן ידי decantation. ייבש את האבקה הצהובה בלחץ מופחת להשיג מורכב פלדיום אנליטי טהור כמותית [(P (C 5 H 10 N) 3) 2 PdCl 2] (1). בדוק את טוהר 1 על ידי ביום 31 בספקטרוסקופיה P NMR {H 1} (δ ב92.5 עמודים לדקה בC 6 D 6) 30.

3. לעזאזל Reaction האיץ על ידי [(P (C 5 H 10 N) 3) 2 PdCl 2] (1)

  1. משקל מתוך [(P (C 5 H 10 N) 3) 2 PdCl 2] (0.05 מילימול, מ"ג 37.15) ולהוסיף ל25 מיליליטר Schlenk המיובש בתנור. כסה Schlenk עם מחיצה; לפנות Schlenk ורווחים עם dinitrogen. הוסף 10 מיליליטר של יבש וdegassed THF באמצעות מזרק דרך המחיצה לתוך הבקבוק.
  2. משקל מתוך רומיד tetrabutylammonium (1.0 מילימול, 322.4 מ"ג) ואשלגן פחמה (20 מילימול, 2.77 ז) ולהוסיף אותם ב25 מיליליטר בקבוק נקי, תנור מיובש עגולה עם תחתית Schlenk. הוסף 20 מיליליטר של N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) באמצעות מזרק לתוך בקבוקון Schlenk 36, 37. להוסיף סרגל מערבבים ומכסה את הבקבוק עם septa. פינוי ולגבות את בקבוק Schlenk עם dinitrogen.
  3. להמס 1-bromo-4-phenoxybenzene (10 מילימול, 1.75 מיליליטר) וסטירן (15 מילימול, 1.72 מיליליטר) ב 5 מיליליטר של NMP ולהוסיף את הפתרון הזה באמצעות מזרק לתוך בקבוק Schlenk.ttach הקבל ריפלוקס על ידי יישום זרם dinitrogen. חבר את הקבל ריפלוקס עם bubbler נפט ולהגדיר לחץ יתר קל של dinitrogen.
  4. לחמם את פתרון התגובה ל100 ° C ומערבבים את הפתרון במשך 5 דקות בטמפרטורה זו. מוסיף את פתרון הזרז (0.05% mol, 0.005 מילימול, 1 מיליליטר של THF) לתערובת התגובה החמה באמצעות מזרק ומערבבים אותו במרץ לזמן המצוין (3 שעות בדוגמא זו). בדוק את היווצרות המוצר על ידי GC / MS.
  5. הסר את Schlenk מאמבטית השמן, לחשוף את תערובת התגובה לאוויר ולהרוות עם 50 מיליליטר של 1 M חומצה הידרוכלורית. מוסיף את תערובת התגובה מקוררת לתוך משפך 500 הפרדת מיליליטר ולהוסיף אתיל אצטט (50 מיליליטר). הפרד את המוצר לעזאזל על ידי מיצוי ולשלב את כל השלבים האורגניים בבקבוק Erlenmeyer. הוספת מגנזיום סולפט כדי לספוג את כל הסכום אחרון של מים הנוכחיים בפתרון.
  6. סנן את השכבות אורגניות בשילוב מעל מסנן נייר לתוך בקבוק עגול תחתית. לשטוף את עוגת הסינון עם additאתיל אצטט 50 מיליליטר ional. לרכז את הפתרון על מאייד סיבובי כדי לקבל את מוצר הצימוד הגולמי.
  7. הפרד את המוצר לעזאזל באמצעות כרומטוגרפיה עמודה, תוך שימוש בתערובת של הקסאן ואתר diethyl (5:1) כeluent. להתאדות הממס על מאייד סבובי. בדוק את טוהר המוצר על ידי H 1 ו13 ספקטרוסקופיה C NMR {H 1} 35.

Representative Results

פרוטוקול התגובה שתואר לעיל יושם בהצלחה עם סטירן (א), 1-ethenyl-3-nitrobenzene (ב), 1-כלורו-3-ethenylbenzene (ג), 1-ethenyl-4-methoxybenzene (ד) ו -4 ethenylpyridine- (ה), כמו גם N, N-dimethylacrylamide (ו), 4-acryloylmorpholine (ז), ואקרילת וטיל (ח) כשותפים צימוד. טבלת 1 מציגה מבחר של מוצרי צימוד צולב שהוכנו לאחרונה ונותנת רושם על היקף של פרוטוקול זה. 35 מוצרי הצימוד הם נקיים נוצרו (איור 4), ובדרך כלל השיגו תשואות מצוינות תוך עמידה בזמני תגובה סבירות. E-האיזומר של אולפינים arylated לעתים קרובות נוצר באופן בלעדי.

"Src =" 1444fig4highres.jpg / files/ftp_upload/51444/51444fig4.jpg "/>
איור 4. chromatograms הגז נרשם מתערובות תגובה של התגובה לעזאזל של אתיל 4 bromobenzoate וסטירן ב 100 מעלות צלזיוס בDMF בנוכחות ~ 10% mol במתיל tetrabutylammonium ו0.05% mol של זרז, המראה את היווצרות המוצר תלוי זמן. הערה שזמן התגובה הוא מעט ממושך בהשוואה לנתונים המובאים בטבלה 1. זאת בשל דגימה תקופתית. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

בהתאם לכך, 1 הוא זרז זול, קל נגיש וירוק, יציב ולכן, נוח, אבל מאוד תגובתי לעזאזל עם סובלנות גבוהה תפקודית קבוצה, הפועלת ביעילות ובאמינות בעומסים נמוכים זרז (0.05% mol) עם פרוטוקול תגובה להתאמה וחזק קל .

עבור: together.within-לשמור על עמודים = "תמיד"> טבלת 1
.. טבלת 1 לעזאזל מוצרי צימוד צולב נובעים מתגובות בין קלישאות aryl ואולפינים שונים, זרזו ידי 1 תנאי תגובה: 1.0 רומיד מילימול aryl, 1.5 olefin מילימול, 2.0 מילימול K 2 CO 3, 2.5 מיליליטר NMP, tetrabutylammonium רומיד (10 mol %), זרז (0.05% mol) הוסיף בפתרון (THF), התגובה שבוצעה ב100 מעלות צלזיוס מתחת N 2 אטמוספרה. המרות ויחסי מוצר (טראנס / פנינה / cis) נקבעים על ידי GC / MS והם מבוססים על רומיד aryl. מקבלות תשואות מבודדות בסוגריים. [] DMF שימש כממס. לחץ כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

פלדיום חלקיקים הם הצורה הפעילה catalytically של 1 ב הדואר לעזאזל תגובה. לפיכך, כמויות גדלות והולכות של זרז לא לשפר אבל יכולות להוריד את הביצועים של הזרז עקב היווצרות שחורה פלדיום לא פעיל.

Tetrabutylammonium רומיד ידוע לייצב חלקיקים והיה (בניגוד לתגובות לעזאזל שבוצעו ב140 ° C) נמצאו כחיוני כתוסף להמרה אמינה של מצעים למוצרי צימוד הצולב עם 1 ב100 ° C 35.

התוצאות הטובות ביותר הושגו עם DMF, כאשר באופן אלקטרוני מופעל או קלישאות aryl nonactivated יושמו לתת A2, A5, A6, A7, A13, a17, A18, B1, ו-H4, למשל (טבלה 1). NMP, לעומת זאת, נמצא כי הממס של בחירה, כאשר באופן אלקטרוני מנוטרל וsterically הפריע או קלישאות aryl הטרוציקליות היו בשילוב עם אלקנים. דוגמאות כוללות הכנת A9, A12, A14, C3, D3, D4, E2, E3, F2, F4,G3, G4, H5, וH6 (טבלת 1).

Discussion

Dichloro {bis [1,1 ', 1'' - tripiperidine (phosphinetriyl)]} פלדיום (1) הוא זרז זול מאוד וקל נגיש, אוויר יציב ופעיל מאוד לעזאזל עם סובלנות קבוצה פונקציונלית מצוינת שיעילות פועלת במסגרת תגובה מתונה תנאים לתת את מוצרי צימוד בצורה נקיה בתשואות גבוהות מאוד. הפעילות מצוינת קטליטי (והתחולה כללית) של 1 נובעת מהמאפיינים הייחודיים של aminophosphines: בעוד בתפזורת סטרית, כמו גם את כוח σ התורם של aminophosphines הוא למעשה זהה בהשוואה למקבילים מבוסס phosphine שלהם, הרמות דומות של פעילות נמצאו לקומפלקסים של [סוג (P {(NC 5 H 10 3) - n (C 6 H 11) n}) 2 Pd (Cl) 2] (כאשר n = 0-3; איור 3) בתגובות צימוד הצולב שבו מנגנונים מולקולריים הם אופרטיביים. מצד השני, יציבאופיו של אג"ח PN בaminophosphines (רגישות כלפי פרוטונים; בצורה של דוגמא מים) מציע את האפשרות לשלוט ביעילות היווצרותם של חלקיקי פלדיום: מספר הולך וגדל של אגרות חוב PN בligands רציפות מקל השפלה מושרה במים שלהם וכתוצאה מכך היווצרות של חלקיקים מהמתחמים, בהתאמה. בהתאם לכך, מאז פלדיום חלקיקים הם הצורה הפעילה catalytically של 1 בתגובה לעזאזל 35, כפי שצוין על ידי קינטיקה בצורת sigmoidal 36, 37 או העיכוב יעיל של קטליזה לאחר תוספת של עודף גדול של כספית מתכתית לתערובות תגובה במתיל aryl, olefin וזרז, למשל 38, כמו גם זיהוי שלהם על ידי ניתוח של תערובות תגובה של תגובות צימוד צולב לעזאזל למופת על ידי מיקרוסקופית אלקטרונים הילוכים (TEM) מצוידים בקרן ה-X נפיצה אנרגיה (edx) analysator 35, החלפה של 1 , 1 ', 1'' - (phosphinetriי.ל.) tripiperidine ידי 1,1 '- dipiperidine (cyclohexylphosphinediyl)), 1 - piperidine (dicyclohexylphosphinyl)) או tricyclohexylphosphine, אשר ברציפות מגדיל את היציבות המורכבת ולכן, מעכב את היווצרות (מושרה במים) של חלקיקים ממנו. כתוצאה מכך, בעוד dichloro-BIS (1 - piperidine (dicyclohexylphosphinyl)) פלדיום, הוא הזרז של בחירה בתגובה לעזאזל שבוצעה ב140 מעלות צלזיוס, הפעילות קטליטית הגבוהה ביותר הושגה עבור dichloro {bis [1,1 ', 1 '' - פלדיום} tripiperidine (phosphinetriyl)] [(P (NC 5 H 10) 3) 2 Pd (Cl) 2] (1) בשעה 100 ° C, המורכבת היציב לפחות בסדרה זו.

איור 5
איור 5. ההשפעה של הרכב יגנד של dichloro {bis (aminophosphine)} חברladium עם הנוסחה הכללית של [(P {(NC 5 H 10) 3 - n (C 6 H 11) n}) 2 Pd (Cl) 2] (כאשר n = 0-2) על היציבות המורכבת, ולכן, על הקלות של (מושרה במים) היווצרות nanoparticle ולכן, הביצועים הקטליטית שלהם תחת קל תנאי תגובה בתגובת הצימוד צולב לעזאזל. לחצו כאן לצפייה בתמונה גדולה יותר.

למרות הסינתזות שתוארו לעיל, כמו גם פרוטוקולי התגובה לעזאזל הן ישר קדימה, חלק מהליכי פתרון הבעיות הנפוצים הם: (א) לוודא כי ברומיד tetrabutylammonium נרכש זה עתה או שצריך לאחסן (tetrabutylammonium רומיד הוא hygroscopic), (ב) לוודא שממסים יבשים משמשים לסינתזת יגנד כאשר כמויות קטנות של ליגנד הוכנו, (ג) לוודא כי 1 הואאו שהוכנו או מאוחסן תחת אווירת אינרטי טריים, (ד) לוודא כי תמ"א או DMF נרכשים חדש, (ה) לוודא כי הכימיקלים הם או שנרכשו או מאוחסנים כראוי חדשים, (ו) בתנור היבש כל כלי הזכוכית ומגניב תחת ואקום.

Disclosures

יש המחברים אין לחשוף.

Acknowledgments

תמיכה כספית על ידי אוניברסיטת ציריך של יישומי למדעים, כמו גם את הקרן השוויצרית הלאומית למדע (SNSF) הוא הודה.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Phosphorous  trichloride Sigma-Aldrich 157791 Reagent Plus, 99%
Piperidine Sigma-Aldrich 104094 Reagent Plus, 99%
Dichloro(1,5-cyclooctadiene)palladium(II) Sigma-Aldrich 275891 99%
Styrene Sigma-Aldrich S4972 Reagent Plus, 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 (0.063-0.2 mm), 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 Reagent Plus, 99%

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Heck, R. F. Palladium Reagents in Organic Syntheses. Volume 2. Katritzky, A. R., Meth-Cohn, O., Rees, C. W. , Academic Press. London. (1985).
  2. Heck, R. F. Chapter 4.3, Vinyl Substitution with Organopalladium Intermediates. Comprehensive Organic Synthesis. Trost, B. M., Fleming, I. 4, Pergamon, Oxford. 833 (1991).
  3. Malleron, J. -L., Fiaud, J. -C., Legros, J. -Y. Handbook of Palladium-Catalysed Organic Reactions. , Academic Press. London. (1997).
  4. Reetz, M. T. Transition Metal Catalysed Reactions. Davies, S. G., Murahashi, S. I. , Blackwell, Oxford. (1999).
  5. Link, J. T., Overman, L. E. Chapter 6. Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions. Diederich, F., Stang, P. J. , Wiley-VCH. New York. (1998).
  6. Bräse, S., de Meijere, A. Chapter 3.6. Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions. Diederich, F., Stang, P. J. , Wiley. New York. (1998).
  7. Nicolaou, K. C., Sorensen, E. J. Chapter 31. Classics in Total Synthesis. , VCH. New York. (1996).
  8. de Vries, R. A., Vosejpka, P. C., Ash, M. L. Chapter 37. Catalysis of Organic Reactions. Herkes, F. E., Dekker, M. , New York. (1998).
  9. Tietze, L. F., Kettschau, G., Heuschert, U., Nordmann, G. Highly Efficient Synthesis of Linear Pyrrole Oligomers by Twofold Heck Reactions. Chem. Eur. J. 7, 368-373 (2001).
  10. Brase, S., et al. Chapters IV.1, IV2.1, IV.2.2, and IV.2.3. Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis. Negishi, E. , Wiley. New York. 1123-1315 (2002).
  11. Danishefsky, S. J., et al. Total Synthesis of Baccatin III and Taxol. J. Am. Chem. Soc. 118, 2843-2859 (1996).
  12. Higgs, G. Chem Ind. 827, (1997).
  13. Baumeister, P., et al. Heterogeneous catalysis and fine chemicals. Blaser, H. U., Baiker, A., Prins, R. , Elsevier Science Bv. Amsterdam, 37. (1997).
  14. Polyorganosiloxane-bridged bisbenzocyclobutene monomers. US patent. Schrock, A. K. , US4812588 (1989).
  15. Amatore, C., Carre, E., Jutand, A. Evidence for the Ligation of Palladium(0) Complexes by Acetate Ions: Consequences on the Mechanism of Their Oxidative Addition with Phenyl Iodide and PhPd(OAc)(PPh3)2 as Intermediate in the Heck Reaction. Organometallics. 14, 5605-5614 (1995).
  16. Fauvarque, J. F., Pflüger, F., Troupel, M. Kinetics of oxidative addition of zerovalent palladium to aromatic iodides. J. Organomet. Chem. 208, 419-427 (1981).
  17. de Vries, G. J. A unifying mechanism for all high-temperature Heck reactions. The role of palladium colloids and anionic species. Dalton Trans. , 421-429 (2006).
  18. Ohff, M., Ohff, A., van der Boom, A. M. E., Milstein, D. Highly Active Pd(II) PCP-Type Catalysts for the Heck Reaction. J. Am. Chem. Soc. 119, 11687-11688 (1997).
  19. Morales-Morales, D., Redon, R., Yung, C., Jensen, C. M. High yield olefination of a wide scope of aryl chlorides catalyzed by the phosphinito palladium PCP pincer complex: PdCl{C6H3(OPPri2)2-2,6}]. Chem. Commun. , 1619-1620 (2000).
  20. Peris, E., Loch, J. A., Mata, J., Crabtree, R. H. A Pd complex of a tridentate pincer CNC bis-carbene ligand as a robust homogenous Heck catalyst. Chem. Commun. , 201-202 (2001).
  21. Herrmann, W. A., Böhm, V. P. W., Gstöttmayr, C. W. K., Grosche, M., Reisinger, C. -P., Weskamp, T. Synthesis, structure and catalytic application of palladium(II) complexes bearing N-heterocyclic carbenes and phosphines. J. Organomet. Chem. , 617-628 (2001).
  22. Benito-Garagorri, D., Bocokic, V., Mereiter, K., Kirchner, K. A Modular Approach to Achiral and Chiral Nickel(II), Palladium(II), and Platinum(II) PCP Pincer Complexes Based on Diaminobenzenes. Organometallics. 25, 3817-3823 (2006).
  23. Miyazaki, F., Yamaguchi, K., Shibasaki, M. The synthesis of a new palladacycle catalyst. Development of a high performance catalyst for Heck reactions. Tetrahedron Lett. 40, 7379-7383 (1999).
  24. Eberhard, M. R. Insights into the Heck Reaction with PCP Pincer Palladium(II) Complexes. Org. Lett. , 2125-2128 (2004).
  25. Bolliger, J. L., Blacque, O., Frech, C. M. Short, facile, and high-yielding synthesis of extremely efficient pincer-type Suzuki catalysts bearing aminophosphine substituents. Angew. Chem. Int. Ed. 46, 6514-6517 (2007).
  26. Bolliger, J. L., Frech, C. M. Rationally designed pincer-type Heck catalysts bearing aminophosphine substituents: PdIV intermediates and palladium nanoparticles. Chem. Eur. J. 14, 7969-7977 (2008).
  27. For a computational study about the thermal accessibility of PdII/PdIV cycles in the Heck reaction, catalyzed by pincer-type catalysts, see Blacque, O., Frech, C. M. Pincer-type Heck Catalysts and Mechanisms Based on PdIV Intermediates – A Computational Study. Chem. Eur. J. 16, 1521-1531 (2010).
  28. Vicente, J., Arcas, A., Julia-Hernandez, F., Bautista, D. For the synthesis and separation of the first pincer-type PdIV complex, see. Chem. Commun. 46, 7253-7255 (2010).
  29. Bolliger, J. L., Frech, C. M. Dichloro-Bis(aminophosphine) Complexes of Palladium - Highly Convenient, Reliable and Extremely Active Suzuki Catalysts with outstanding functional group tolerance. Chem. Eur. J. 16, 4075-4081 (2010).
  30. Bolliger, J. L., Frech, C. M. Dichloro{bis[1-(dicyclohexylphosphanyl)piperidine]}palladium - A Highly Effective and Extremely Versatile Palladium-based Negishi Catalyst, that Efficiently and Reliably Operates at Low Catalyst Loadings. Chem. Eur. J. 16, 11072-11081 (2010).
  31. Gerber, R., Oberholzer, M., Frech, C. M. Cyanation of aryl bromides with K4[Fe(CN)6] catalyzed by dichloro{bis[1-(dicyclohexyl-phosphanyl)-piperidine]}palladium – a molecular source of nanoparticles. Reactions involved in catalyst deactivation processes. Chem. Eur. J. 18, 2978-2986 (2012).
  32. Bolliger, J. L., Oberholzer, M., Frech, C. M. Access to 2-aminopyridines – compounds of great biological and chemical significance. Adv. Synth. Catal. 353, 945-954 (2011).
  33. Oberholzer, M., Gerber, R., Frech, C. M. Mizoroki-Heck reactions catalyzed by dichloro{bis[1-(dicyclohexylphosphanyl)piperidine]}palladium. Palladium nanoparticle formation promoted by (water induced) ligand degradation. Adv. Synth. Catal. 354, 627-641 (2012).
  34. Oberholzer, M., Frech, C. M. Mizoroki-Heck Reactions Catalyzed by Palladium Dichloro-bis(aminophosphine) Complexes Under Mild Reaction Conditions. The Importance of Ligand Composition on the Catalytic Activity. Green Chem. 15, 1678-1686 (2013).
  35. Watzky, M. A., Finke, R. G. Transition Metal Nanocluster Formation Kinetic and Mechanistic Studies. A New Mechanism When Hydrogen Is the Reductant: Slow, Continuous Nucleation and Fast Autocatalytic Surface Growth. J. Am. Chem. Soc. 119, 10382-10400 (1997).
  36. Widegren, J. A., Bennett, M. A., Finke, R. G. Is It Homogeneous or Heterogeneous Catalysis? Identification of Bulk Ruthenium Metal as the True Catalyst in Benzene Hydrogenations Starting with the Monometallic Precursor, Ru(II)(η6-C6Me6)(OAc)2, Plus Kinetic Characterization of the Heterogeneous Nucleation, Then Autocatalytic Surface-Growth Mechanism of Metal Film Formation. 125, 10301-10310 (2003).
  37. Widegren, J. A., Finke, R. G. A review of the problem of distinguishing true homogeneous catalysis from soluble or other metal-particle heterogeneous catalysis under reducing conditions. J. Mol. Catal. A. 198, 317-341 (2003).

Tags

כימיה, לעזאזל תגובה צימוד צולב-CC קטליזה זרזים כימיה ירוקה פלדיום Aminophosphines חלקיקי פלדיום מנגנון תגובה השפלה יגנד-Induced מים גיליון 85
תגובות חוצה צימוד Mizoroki-לעזאזל האיצו ידי dichloro {bis [1,1 ', 1'' - tripiperidine (phosphinetriyl)]} פלדיום בתנאי תגובה מתון
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Oberholzer, M., Frech, C. M.… More

Oberholzer, M., Frech, C. M. Mizoroki-Heck Cross-coupling Reactions Catalyzed by Dichloro{bis[1,1',1''-(phosphinetriyl)tripiperidine]}palladium Under Mild Reaction Conditions. J. Vis. Exp. (85), e51444, doi:10.3791/51444 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter