stringtranslate.com

конденсация Ульмана

Конденсация Ульмана или реакция типа Ульмана — это превращение арилгалогенидов в ариловые эфиры, арилтиоэфиры, арилнитрилы и ариламины, промотируемое медью. Эти реакции являются примерами реакций кросс-сочетания . [1]

Реакции типа Ульмана сопоставимы с реакциями Бухвальда-Хартвига , но обычно требуют более высоких температур. Традиционно для этих реакций требуются высококипящие полярные растворители, такие как N -метилпирролидон , нитробензол или диметилформамид , и высокие температуры (часто свыше 210 °C) со стехиометрическим количеством меди. Арилгалогениды должны быть активированы электроноакцепторными группами . Традиционные реакции типа Ульмана используют «активированный» медный порошок, например, приготовленный in situ путем восстановления сульфата меди металлическим цинком в горячей воде. Методология улучшилась с введением растворимых медных катализаторов, поддерживаемых диаминами и ацетилацетонатными лигандами. [1]

Синтез эфира Ульмана: сочетание CO

Иллюстрацией традиционного синтеза эфира Ульмана является получение п-нитрофенилфенилового эфира из 4-хлорнитробензола и фенола . [2]

O2NC6H4Cl + C6H5OH + KOH → O2NC6H4O − C6H5 + KCl + H2O​​​​​​​​​​

Медь используется в качестве катализатора, либо в форме металла, либо солей меди. Современные арилирования используют растворимые медные катализаторы. [3]

Реакция Голдберга: CN-связывание

Традиционная реакция Голдберга включает реакцию анилина с арилгалогенидом. Иллюстрацией является сочетание 2-хлорбензойной кислоты и анилина: [4]

C6H5NH2 + ClC6H4CO2H + KOH → C6H5N ( H ) −C6H4CO2H + KCl + H2O​​ ​​​​​​​​

Типичный катализатор образуется из иодида меди(I) и фенантролина . Реакция является альтернативой реакции аминирования Бухвальда-Хартвига .

Арилиодиды являются более реактивными арилирующими агентами, чем арилхлориды, следуя обычной схеме. Электроноакцепторные группы на арилгалогениде также ускоряют связь. [5]

Реакция Хертли: CC-связывание

Нуклеофилом может быть также углерод, включая карбанионы , а также цианид . В традиционной реакции Хертли углеродные нуклеофилы были получены из малонового эфира и других дикарбонильных соединений: [6]

Z 2 CH 2 + BrC 6 H 4 CO 2 H + КОН → Z 2 C(H)−C 6 H 4 CO 2 H + KBr + H 2 O (Z = CO 2 H)

Более современные Cu-катализируемые CC-кросс-сочетания используют растворимые медные комплексы, содержащие фенантролиновые лиганды. [7]

C–S-связь

Арилирование алкилтиолатов происходит при посредничестве тиолатов меди. [8]

Механизм реакций типа Ульмана

В случае реакций типа Ульмана (аминирование, этерификация и т. д. арилгалогенидов) превращения включают алкоксид меди(I), амиды меди(I), тиоляты меди(I). Реагент меди(I) может быть получен in situ из арилгалогенида и металлической меди. Даже источники меди(II) эффективны при некоторых обстоятельствах. Было разработано несколько инноваций в отношении медных реагентов. [1]

Эти соединения меди(I) затем реагируют с арилгалогенидом в общей реакции метатезиса:

Ar−X + CuOR → Ar−OR + CuX
Ar−X + CuSR → Ar−SR + CuX
Ar-X + CuNHR → Ar-NHR + CuX

В случае связи CN кинетические исследования предполагают реакцию окислительного присоединения с последующим восстановительным устранением из промежуточных соединений Cu(III) ( L n = один или несколько лигандов-наблюдателей ): [9]

ROcuAr(X)L n → RO−Ar + CuL n

История

Синтез эфира Ульмана назван в честь его изобретателя Фрица Ульмана . [10] Соответствующая реакция Голдберга названа в честь Ирмы Голдберг . [11] Реакция Хертли, которая включает образование связи CC, также названа в честь ее изобретателя. [6]

Ссылки

  1. ^ abc Флориан Монье, Марк Тайллефер (2009). "Мини-обзор каталитических реакций сочетания типа Ульмана CC, CN и CO". Angewandte Chemie International Edition . 48 (38): 6954–71. doi :10.1002/anie.200804497. PMID  19681081.
  2. ^ Рэй К. Брюстер; Теодор Грёнинг (1934). "p-Нитродифениловый эфир". Org. Synth . 14 : 66. doi :10.15227/orgsyn.014.0066.
  3. ^ Бак, Элизабет; Сонг, Чжигуо Дж. (2005). «Получение 1-метокси-2-(4-метоксифенокси)бензола». Органические синтезы . 82 : 69. doi :10.15227/orgsyn.082.0069.
  4. ^ CFH Аллен, GHW Макки (1939). «Акридон». Органические синтезы . 19 :6. дои :10.15227/orgsyn.019.0006.
  5. ^ HB Goodbrand; Nan-Xing Hu (1999). «Лиганд-ускоренный катализ конденсации Ульмана: применение к триариламинам с дырочной проводимостью». Журнал органической химии . 64 (2): 670–674. doi :10.1021/jo981804o.
  6. ^ ab Уильям Роберт Харди Хёртли (1929). "Замена галогена в орто -бромбензойной кислоте". J. Chem. Soc. : 1870. doi :10.1039/JR9290001870.
  7. ^ Antoine Nitelet, Sara Zahim, Cédric Theunissen, Alexandre Pradal, Gwilherm Evano (2016). "Copper-catalyzed Cyanation of Alkenyl Iodides". Org. Synth . 93 : 163. doi : 10.15227/orgsyn.093.0163 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. ^ Роджер Адамс, Уолтер Райфшнайдер, Альдо Ферретти (1962). «1,2-Бис(N-бутилтио)бензол». Орг. Синтез . 42:22 . дои :10.15227/orgsyn.042.0022.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Рамеш Гири; Эндрю Брусо; Константин Трошин; Джастин И. Ванг; Марк Фонт; Джон Ф. Хартвиг ​​(2018). «Механизм синтеза биарилового эфира Ульмана, катализируемого комплексами анионных лигандов: доказательства реакции иодаренов с лигированными анионными промежуточными соединениями CuI». J. Am. Chem. Soc . 140 (2): 793–806. doi :10.1021/jacs.7b11853. PMC 5810543. PMID  29224350. 
  10. ^ Фриц Ульманн, Пол Шпонагель (1905). «Ueber die Phenylirung von Phenolen». Берихте дер немецкое химическое общество . 38 (2): 2211–2212. дои : 10.1002/cber.190503802176.
  11. ^ Ирма Гольдберг (1906). «Ueber Phenylirungen bei Gegenwart von Kupfer als Katalysator». Берихте дер немецкое химическое общество . 39 (2): 1691–1692. дои : 10.1002/cber.19060390298.