Katalytische Alkylierung von

Aminen mit Alkoholen

Hauptseminar - AC V

Sven Hafke 12.6.2012

Gliederung1. Vorkommen von Aminen in der Natur2. Organische Synthesemethoden3. Borrowing hydrogen process/

Hydrogen autotransfer process4. Katalysatorsysteme 4.1 Grigg 4.2 Watanabe 4.3 Fujita 4.4 Williams 4.5 Kempe 4.6 Katylsatorsysteme basierend auf anderen Metallen5. Zusammenfassung

1. Amine in der Natur

2. Organische Synthesemethoden

• Darstellung mit Alkylhalogeniden

• Darstellung über reduktive Aminierung (Leuckart-Wallach-Reaktion)

• Gabrielsynthese für primäre Amine, Hofmann Alkylierung, Buchwald-Hartwig-Kupplung, ...

2. Organische Synthesemethoden

Problematik:• keine selektive Reaktion• Mehrfachsubstitutionen• Toxizität der verwendeten Ausgangsmaterialien (Halogenalkane)• z.T. hohe Temperaturen und Drücke erforderlich• z.T. teure Ausgangsprodukte

3. Borrowing hydrogen process/ Hydrogen autotransfer process

R. Grigg, J.C.S. Chem. Comm. 1981, 611-612Y. Watanabe, Tetrahedron Lett. 1981, 22, 2667-2670

4. Katalysatorsysteme

4.1 Grigg

Katalysator Zeit [h] Ausbeute [%]

RhH(PPh3)4 4 97

IrCl(PPh3)3 5 87

RhCl(PPh3)3 8 92

RuH2(PPh3)4 48 15

R. Grigg, J.C.S. Chem. Comm. 1981, 611-612

4.1 GriggMit dem Katalysatorsystem RhH(PPH3)4 wurden sehr hohe Ausbeuten erhalten

4.2 Watanabe

Nachteil: hohe Reaktionstemperatur notwendig Reaktion verläuft nicht selektiv

Y. Watanabe, Tetrahedron Lett. 1981, 22, 2667-2670

4.3 Fujita

Vorteile: •selektive Monoalkylierung,•Moderate Reaktionsbedingungen,•primäre und sekundäre Alkohle als Substrate, •nur Wasser als Nebenprodukt

K.-i. Fujita, Terahedron Lett. 2002, 4, 2691-2694

Nachteil:•rel. hohe Katalysatorbeladung

4.3 Fujita

K.-i. Fujita, Terahedron Lett. 2008, 64, 1943-1954

4.4 Williams

J.M.J Williams, Chem. Commun. 2007, 725-727J.M.J Williams, Chem. Soc. 2009, 131, 1766-1774

4.4 Williams

4.5 Kempe

Nachteil: starke Base nötig (KO-t-Bu),nur aromatische Amine und primäre Alkohole verwendbar

Vorteil: Selektivität für aromatische Amine, nur Monoalkylierung, milde Reaktionsbedingungen (110 °C), nur Wasser als Nebenprodukt, niedrigerer Katalysatorbeladung

B. Blank, M. Madalska, R. Kempe, Adv. Synth. Catal. 2008, 350, 749-758B. Blank, S. Michlik, R. Kempe, Adv. Synth. Catal. 2009, 351, 2903-2911

4.5 Kempe

4.5 Kempe

S. Michlik, T. Hille, R. Kempe, Adv. Synth. Catal. 2012, 354, 847-862

Nachteil: starke Base nötig (KO-t-Bu),nur aromatische Amine und primäre Alkohole verwendbar

Vorteil: Selektivität für aromatische Amine, nur Monoalkylierung, sowohl symetrische als auch unsymetrische Alkylierung an aromatischen Diaminen möglich, sehr milde Reaktionsbedingungen (70°C)nur Wasser als Nebenprodukt

4.5 KempeUn-/symetrische Alkylierung von aromatischen Diaminen

4.5 KempeAnwendungsbeispiel: un-/symetrische Alkylierung von Dapson®

4.6 Katylsatorsysteme basierend auf anderen Metallen•[Cu(OAc)2] von Yus

•[Pd/Fe2O3] von Shi

A. Martínez-Ascenio, D.J. Ramón, M. Yus, Tetrahedron 2010, 12, 1336-1339

Y. Zhang, X. Qi, X. Cui, F. Shi, Y. Deng, Tetrahedron Lett. 2011, 52, 1334-1338

5. Zusammenfassung

• Selektive Monoalkylierung möglich• Für verschiedene Substrate werden verschiedene Katalysatorsysteme benötigt• Günstige Edukte (z.B. Alkohole)• relativ milde Reaktionsbedingungen• Einführung funktioneller Gruppen möglich• nur Wasser als Nebenprodukt• Nicht nur Ir/Ru basierte Katalysatoren in Entwicklung• Vielfältige Anwendungen möglich

Quellenangabe:•Vollhardt, K.P.C.; Schore, N.E.; Organische Chemie 2005, 4. Auflage, Wiley-VCH•S. Bähn, S. Imm, L. Neubert, M. Zhang, H. Neumann and M. Beller; Chem. Cat. Chem. 2011, 3, 1853-1864•R. Grigg, T.R.B. Mitchell, S. Sutthivaiyakit and N. Tongpenyai, J.C.S. Chem. Comm. 1981, 611-612•Y. Watanabe, Y. Tsuji, Y. Ohsugi, Tetrahedron Lett. 1981, 22, 2667-2670•K.-i. Fujita, K. Yamamoto, R. Yamaguchi, Terahedron Lett. 2002, 4, 2691-2694•K.-i. Fujita, Y. Enoki, R. Yamaguchi, Terahedron Lett. 2008, 64, 1943-1954•M.H.S.A. Hamid, J.M.J Williams, Chem. Commun. 2007, 725-727•M.H.S.A. Hamid, C.L. Allen, G.W. Lamb, A.C. Maxwell, H.C. Maytum, A.J.A. Watson, J.M.J Williams, Chem. Soc. 2009, 131, 1766-1774•B. Blank, M. Madalska, R. Kempe, Adv. Synth. Catal. 2008, 350, 749-758•B. Blank, S. Michlik, R. Kempe, Adv. Synth. Catal. 2009, 351, 2903-2911•S. Michlik, T. Hille, R. Kempe, Adv. Synth. Catal. 2012, 354, 847-862•A. Martínez-Ascenio, D.J. Ramón, M. Yus, Tetrahedron 2010, 12, 1336-1339•A. Martínez-Ascenio, D.J. Ramón, M. Yus, Tetrahedron Lett. 2010, 51, 325-327•Y. Zhang, X. Qi, X. Cui, F. Shi, Y. Deng, Tetrahedron Lett. 2011, 52, 1334-1338

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