Jód-aromások aminokarbonilezési reakciói

Abstract

A szintetikus szerves kémiában az 1970-es évektől új utak nyíltak, melyek forradalmasították a szénvegyületek előállítását. A keresztkapcsolási reakciók felfedezése, az átmenetifém-katalizátorok alkalmazása megújította a szintézisekkel kapcsolatos elképzeléseinket. Az egyre szélesebb körben való megjelenésük fontossága nyilvánvaló mind a koordinációs kémiával, mind a katalízissel és szintetikus kémiával foglalkozó kutatók számára. A karbonilatív keresztkapcsolási reakciók az átmenetifém-organikus vegyületek alkalmazásának egy külön csoportját alkotják, ahol a reakciók szén-monoxid jelenlétében játszódnak le. Napjainkban a szén-monoxidot a legfontosabb C1-es építőelemként tartják számon. A szén-monoxid már atmoszférikus nyomás alkalmazása mellett is beékelődik az átmenetifém-organikus vegyület M-C kötésébe, acil-palládium-komplexet adva, mely a katalitikus ciklus egyik kulcs-intermedierje. A Pd-acil-komplex az alkalmazott reakciópartnerektől függően karbonsav származékokat, aldehideket, ketonokat képez, melyek fontos szintetikus intermedierek. Kiindulási vegyületek lehetnek alkének, alkinek, aril-, alkenil- és vinil-vegyületek. Különböző nukleofil reagenseket felhasználva a reakcióban változatos termékeket nyerhetünk. Ha a szubsztrátumot CO atmoszférában reagáltatjuk alkoholokkal, akkor karbonsavésztereket, víz felhasználásával karbonsavakat, míg aminok felhasználásával karbonsavamidokat kapunk. Az aril-halogenidek palládium-katalizált aminokarbonilezési reakciói – melyek során változatos szerkezetű N-nukleofilek lehetnek jelen – a különböző aromás karbonsavamid származékok szintézisének nélkülözhetetlen eszközeivé váltak. Az általam is vizsgált palládium-katalizált aminokarbonilezés során primer és szekunder aminokat alkalmazunk nukleofil reagensként amidok előállítására homogénkatalitikus reakcióban. A módszer lehetőséget nyújt amid funkcióscsoport enyhe körülmények között történő szelektív kialakítására egy lépésben, védőcsoport alkalmazása nélkül. Az reakció során aril-származékok különböző N-nukleofilekkel reagálnak szén-monoxid atmoszférában katalitikus mennyiségű palládium komplexek jelenlétében. A távozó csoport (X) helyét formálisan a nukleofil reagens veszi át egy vagy két beékelődő CO molekulával egyesülve. A reakciók általában 50-140 °C-on és 1-60 bar szén-monoxid nyomáson játszódnak le. A reakció sztöchiometrikus mennyiségű bázis jelenlétét is megköveteli, ami fontos szerepet játszik a katalizátor regenerálásában, a szubsztrátum aktiválása szempontjából kulcsfontosságú Pd(0) komplexek előállításában.