C-C -Verknüpfungen mit Alkoholen

HauptseminarAnorganische Chemie

Johanna Steinl - 22.06.2010

Gliederung

Einleitung“Borrowing Hydrogen“C-C VerknüpfungsreaktionenKatalytische Alkylierung von Methyl-N-

Heteroaromaten mit Alkoholen– Screening der Reaktionsbedingungen

ZusammenfassungLiteratur

Einleitung

• steigender Bedarf an Materialien mit neuen, besseren Eigenschaften

• effektivere Synthesen• Modifizierung von Carbo- und

Heterocyclen in der organischen Chemie (Naturstoffsynthese)

“Borrowing Hydrogen“

R1 R2HO

R2O -H2O

MHMH

OH

MH

R1

O R1 R2

O

R1 R2

OH

2

C-C Verknüpfungsreaktionen

Verknüpfung von Ketonen und Alkoholen

Reaktionsbedingungen:• 1mmol Keton• 1mmol KOH• Dioxan• 80°C• 40h• Ethylendiamin• 2,5mol% RuCl2(PPh3)3

Ph

O

+ HO PhPh Ph

O+

Ph Ph

OHRuCl2(PPH3)3

KOH, Dioxan

C-C Verknüpfungsreaktionen

C-C-Verknüpfung von 1,3-cyclohexadien und aromatischen Alkoholen

Reaktionsbedingungen:• 3,75mol% [IrCl(cod)]2 • 7,5mol% BIPHEP• 10mol% Bu4NI• DCE• 65°C

HO R1+

[IrCl(cod)]2

BIPHEP

Bu4NIDCE

65°C

R1

OH

C-C Verknüpfungsreaktionen

C-C-Verknüpfungen von Dienen und Alkoholen

Reaktionsbedingungen:• 5mol% RuH2(CO)(PPh3)3

• 5mol% CF3CO2H• Toluol• 110°C

R1+

R2

O

oder

R2

OHR2

OR1

RuH2(CO)(PPh3)3

CF3CO2H

Toluol

C-C Verknüpfungsreaktionen

C-C-Verknüpfung von Alkinen und Alkoholen

Reaktionsbedingungen:• 5mol% Ru(O2CCF3)2(CO)(PPh3)2

• THF• 95°C

R2

R1+

R3

OHR1 R3

R2

OHRu(O2CCF3)2(CO)(PPh3)2

THF

C-C Verknüpfungsreaktionen

Ph R

OH+ Ph

Ph

R

PhFe(OTf)3

CF3CO2H

DCE

C-C-Verknüpfung von Benzylalkoholen und Alkinen

Reaktionsbedingungen:• 5mol% Fe(OTf)3

• 10mol% CF3CO2H• DCE• 110°C• 24h

C-C Verknüpfungsreaktionen

C-C-Verknüpfung von primären und sekundären Alkoholen

Reaktionsbedingungen:• 4mol% Ag/Al2O3-5

• 20mol% Cs2CO3

• 115°C• 48h

R1

OH

R2 OH+

R1 R2

OAg/Al2O3-5

Cs2CO3

Katalytische Alkylierung von Methyl-N-Heteroaromaten mit Alkohlen

Katalytische Alkylierung von Methyl-N-Heteroaromaten mit Alkohlen

Liganden

Reaktionsbedingungen: 1 mmol Edukt 1,1mmol Benzylalkohol 1,5 mol% [IrCl(cod)]2 3 mol% Py2NP(i-Pr)2 300µl Diglyme (Bis(2-methoxyethyl)ether) 24h 110°C

Liganden

Ligand TON Ausbeute

PPh3137 41

Py2NP(i-Pr) 2243 73

Ph2PC3H6PPh297 29

2,2′-bipyridin 200 60

1,3-bis(2,6-dimethylphenyl)-4,5-

dihydroimidazol

0 0

1,3-bis(2,6-

diisopropylphenyl)imidazol

0 0

none (COD) 227 68

Basen

Base Ausbeute [%]

KOtBu 95

NaOtBu 73

KOH 75

NaOH 26

KOSiMe3 50

K2CO3 0

K3PO4 0

NaOAc 0

Reaktionsbedingungen: 1 mmol Edukt 1,1mmol Benzylalkohol 1,5 mol% [IrCl(cod)]2 3 mol% Py2NP(i-Pr)2 300µl Diglyme (Bis(2-methoxyethyl)ether) 24h 110°C

Basen

Menge an Base [mol%] Ausbeute [%]

0 0

10 8

30 57

50 77

80 85

100 91

110 95

Reaktionsbedingungen:• 1,0mmol benzyl-(4-methylpyrimidin-2-yl)amine• 1,1mmol Benzylalkohol• 1 mol% [IrCl(cod)]2

• 2 mol% Py2NP(i-Pr)2 • 600µl Diglyme (Bis(2-methoxyethyl)ether)• 0 - 1,1mmol Base• 24h• 110°C

Alkohole

Reaktionsbedingungen:• 1,0mmol Substrat• 1,1mmol Alkohol• 1mol% [IrCl(cod)]2

• 2mol% Py2NP(i-Pr)2 • Diglyme (Bis(2-methoxyethyl)ether)• 1,1mmol KOtBu• 24h• 110°C

N N

NHR1

+R2 OH

N N

R2

HNR1

[IrCl(cod)]2

Py2NP(i-Pr)2

KOtBu, Diglyme110°C, -H2O

Alkohole

R1 R2 Produkt TON Ausbeute

Bn Ph 49 98

Bn 4-OMe-C6 H4 48 95

Bn 4-Me-C6 H4 45 90

Bn 4-t-Bu-C6H4 46 91

Alkohole

R1 R2 Produkt TON Ausbeute

Bn 3-Cl-C6H4 39 78

Bn 2-CF3-C6H4 31 62

Bn Alkohol = 1-octanol

37 74

H Ph 43 85

Heteroaromaten

Reaktionsbedingungen:• 3,0mmol heteroaromatisches Substrat• 1,0mmol Alkohol• 2,5mol% [IrCl(cod)]2

• 5mol% Py2NP(i-Pr)2

• Diglyme (Bis(2-methoxyethyl)ether)• 1,1mmol KOtBu• 48h• 110°C

Het CH3 +

OMe

HO

Het

OMe[IrCl(cod)]2Py2NP(i-Pr)2

KOtBu, Diglyme

110°C, -H2O

Heteroaromaten

Edukt Produkt TON Ausbeute

14 71

15 74

8 38

7 33

9 45

- 0 0

Mechanismus

Zusammenfassung

• viele verschiedene Katalysatoren• große Breite an möglichen Substraten und

Alkoholen Produktvielfalt

• relativ mäßige Reaktionsbedingungen (ca. 100°C, 24-48h)• günstige Edukte• nur H2O als Abfallprodukt

Vielen Dank

für

Ihre Aufmerksamkeit!

Literatur

Chan Sik Cho, J. Mol. Cat. 2007, 267, 49-52 John F. Bower, Ryan L. Patman, Michael J. Krische, Org. Lett. 2008, 10/5,

1033-1035 Fumitoshi Shibahara, John F. Bower, Michael J. Krische, J. AM. CHEM.

SOC. 2008, 130, 14120–14122 Ryan L. Patman, Mani Raj Chaulagain, Vanessa M. Williams, Michael J.

Krische, J. AM. CHEM. SOC. 2009, 131, 2066–2067 Shi-Kai Xiang,a Li-He Zhanga, Ning Jiao, Chem. Commun. 2009, 6487–6489 Benoıˆt Blank, Rhett Kempe, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132/3, 925. http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/ja9095413?prevSearch=Catalytic

%2BAlkylation%2Bof%2BMethyl-N-Heteroaromatics%2Bwith%2BAlcohols&searchHistoryKey=, 13.06.10