COMPOSTI PALLADIOORGANICI

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1 MPST PALLADGA ha due stati di ossidazione stabili, 0 e 2, tra i quali è facile l'interscambio redox: ne risulta una chimica ricca iascuno stato di ossidazione ha la sua chimica caratteristica. complessi di () sono elettrofili e tendono a reagire con composti organici ricchi di elettroni (alcheni ed areni). l precursore più usato è il cloruro di palladio. oligomero commerciale, insolubile, color ruggine [l 2 ] n = l l l l l l 2 2 PPh 2 Lil l 2 ( l2 (PPh Li 2 l 4 solido color oro, solubile solido giallo solubile solido rosso-marrone solubile, igroscopico Molto usato è anche l acetato (Ac = complessi di (0) sono nucleofili forti e basi forti e sono usati soprattutto per catalizzare reazioni con alogenuri, acetati e trifluoroacetati organici. tetrakis(trifenilfosfina) palladio giallo, sensibile all'aria l 2 (PPh 2 PPh PPh (Ac,,, =, M', ecc. 2 PPh DBA 4 PPh ab 4 l 2

2 l 2 (dba) Aca rfx (dba)2 (0) rosso-ciliegia stabile all'aria l 2 (dba).l PPh (dba PPh processi più utili sono quelli che usano quantità catalitiche di composti di Sono tre i tipi di intermedi palladioorganici di primaria importanza nella sintesi organica complessi π alchene-() complessi π-allilici composti σ PEPAAZE DE MPLESS π alchene-() 1. Gli alcheni si complessano in modo rapido e reversibile a complessi solubili di (attacco nucleofilo dell'alchene) Precursori comunemente usati 2 l 2 (, Li 2 l 2 () Per alcheni semplici, l'ordine di reattività è: = > -- > 2 = > -=-' > 2 =- 2 = 2 non reagisce () è elettrofilo alcheni ricchi di elettroni (enol eteri, enammidi) complessano fortemente; alcheni a difetto elettronico complessano poco o niente

3 PEPAAZE DE MPLESS π allilici 1. Da sali di () ed acetati allilici (o altri composti allilici con potenziale gruppo uscente) (Ac η ( =, altro buon gruppo uscente) 2 2. Da alcheni e l 2 o (F la reazione iniziale avviene tra il sistema π nucleofilo ed il () elettrofilo; successivamente si ha perdita di un protone, che procede attraverso una specie instabile in cui l' è legato al palladio η PEPAAZE DE MPST σ 1. Per addizione ossidativa di alogenuri organici (arilici e alchenilici) a specie di (0) Ar- (0) () () Ar con alogenuri alchilici, invece, si ha β-eliminazione Aspetti generali della chimica organica del palladio - spesso di aggiungono fosfine, che si coordinano al e possono influenzare la reattività - il legame - è relativamente debole; in particolare, alchilpalladio con un in β danno eliminazione - n molte reazioni mediate da palladio lo stadio finale è l'eliminazione di e, con formazione di doppio legame carbonio-carbonio - composti palladioorganici con due sostituenti organici tendono a decomporsi, con ricombinazione dei gruppi organici

4 EAZ DE MPST π alchene-() Vengono attaccati da nucleofili, dando intermedi che possono essere ridotti (percorso a) o, in assenza di riducente, perdono (0) e (percorso b) l processo complessivo è la sostituzione di un vinilico con u 2 [] u () (a) u (b), u u Processo Wacker: preparazione industriale di acetaldeide () la reazione viene resa catalitica in, riossidando il con u() e poi riossidando u() con l'ossigeno atmosferico 1/2 2-2 u 2 2 u con alcheni terminali si formano chetoni ul 2, l 2, DMF, 78% (1988)

5 EAZ DE MPST π allilici anno carattere elettrofilo reagiscono con reagenti nucleofili 2 u 2 2 u l risultato complessivo è l allilazione del nucleofilo u eazioni di formazione di legami - con carbanioni relativamente stabili (enolati di β-diesteri e β-chetoesteri) i complessi π allilici possono essere preparati in situ, per reazione con unacetato di allile, con una quantità catalitica di La specie di (0) si rigenera alla fine, con il processo di eliminazione (PPh a - ( 2 Et 2 Et 2 Et 57% La reazione è usata per formare anelli. Esteri β-solfonilici sono particolarmente utili per la formazione di anelli medi e grandi esempi S 2 Ac a S 2 54% Et 2 S Et S 60% il gruppo solfonile può essere rimosso per riduzione dopo la chiusura dell'anello

6 EAZ DE MPST σ L'addizione ossidativa a (0) è la base per molte reazioni di formazione di legame - Alogenuri arilici ed alchenilici reagiscono con gli alcheni in presenza di quantità catalitiche di. l risultato complessivo è la sostituzione dell'alogeno da parte dell'alchenile La reazione è generale è stata osservata con alcheni semplici, alcheni arilici, alcheni a difetto elettronico (esteri ed ammidi insaturi) la reazione si esegue in presenza di una fosfina P (Ph P (Ac % meccanismo: 1. Formazione in situ della specie di dal catalizzatore () 2. Addizione ossidativa PPh (Ph P. Formazione di complesso con l'alchene PPh PPh PPh Y PPh PPh Y 4. Decomposizione del complesso, con formazione di legame - e riformazione di, probabilmente attraverso un intermedio con legame σ PPh PPh PPh PPh Y Y Y Aggiunta di sali di Ag attivazione dell'alogenuro a o a 2 catalizzatore di trasferimento di fase condizioni blande pretrattamento con i 2 rende reattivi i LU arilici atalizzatore in fase solida, con complesato a fosfine legate a polimeri Uso di trifluorometansolfonati arilici (invece degli alogenuri)

7 esempi: (Ac 2 Et fosfina 2 82% (Ac Et fosfina (Ac 55% AcK, 4 l -, DMF 2 57% (Ac AcK, 4 l -, DMF 70% (Ac PPh, Et 85% eazione di eck La reazione comporta addizione ossidativa seguita da inserimento di alchene. addizione ossidativa 2 Z coordinazione eliminazione riduttiva 2 Z 2 Z β-eliminazione 2 Z nserimento di alchene l passaggio più difficile è l inserimento dell alchene.

8 ondizioni di reazione: si scalda una miscela di alchene, alogenuro, una quantità catalitica di (Ac e molti equivalenti di trietilammina (che ossida l acetato di palladio alla forma attiva di 0 ) Gli alogenuri non devono avere in β. Se si usano bromuri arilici, è necessario aggiungere PPh per favorire l addizione ossidativa; con gli ioduri arilici, invece, la fosfina inibisce la reazione. ltre che con alcheni semplici, la reazione è stata effettuata con sistemi complessi Esempi: SiEt Me Tf 2 Si (dba K P 4 = Ph, 2 Me,, (Et, Ac 0.1 equiv (Ac Bu DMF, Aca SiEt 2 Me 60-91% Si 85% (1990) (1996) '- Accoppiamento di alchini terminali con alogenuri alchenilici o arilici, effettuato con e u() u() eazione con ' () u ' () ' da alogenuri alchenilici si ottengono enini gli intermedi palladioorganici generati dagli alogenuri per addizione ossidativa reagiscono con in presenza di alcooli, dando esteri 2 (PPh ) Bu 74% anche i complessi degli alcheni reagiscono con, con un processo reso catalitico con l'aggiunta di u(), che riossida (0) a ()

9 1/2 2 2 u - 2 Me Me Me 2 u Me Me 2 Me pasaggio chiave: inserimento di un carbonile, che avviene per migrazione del gruppo organico dal metallo al coordinato.. -' ' L'intermedio acilpalladio può essere intrappolato intramolecolarmente, se la carbonilazione si effettua con un alogenuro contenente un alla giusta distanza l 2 99% catalizza l'accoppiamento di alogenuri alchenilici (o arilici) con composti organometallici del main group con composti magnesioorganici e litioorganici ( ) 5 Mg ( ) 5 75% Li 6%

10 meccanismo: addizione ossidativa, scambio di legante, eliminazione riduttiva '-M (0) () M () ' (0) ' con composti zincoorganici (Znl, = arile, alchenile, alchile) Znl % ) 4 Znl 81% Znl 84% con composti boroorganici accoppiamento di Suzuki =,, Y =, ArB( Ar' B 2 ' Y Ar-Ar' ' viene mantenuta la configurazione del doppio legame (sia dell'alchenilborano che dell'alogenuro alchilico) meccanismo: addizione ossidativa, trasferimento dell'alchenile dal B al, ' eliminazione riduttiva (0) Y ' ' () Y (0) B 2 B 2 Y ' ()

11 esempi: B Eta 86% B Eta 98% 2 B 2 Eta 7% B Si Si Tl Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si Si (1987) 7% sec-buli S B 2. B(Me) S. 92% (1985) ( ) 7 B l 2 (fosfina ( ) 7 90% (1986) 1. BuLi 2. Et 2 BMe B( 75% (1985)

12 con organostannani reazione di Stille Un importante gruppo di reazioni di accoppiamento usa come composti organometallici aril e alchenilstannani La reazione è molto generale: alogenuri benzilici, arilici, alchenilici, allilici alchil, alchenil, aril, alchinil stannani efficacia del trasferimento dei gruppi dallo Sn: alchinile > alchenile > arile > metile > alchile i gruppi insaturi vengono trasferiti selettivamente Studi successivi hanno trovato altri leganti (tri-2-furilfosfina, trifenilarsina); la velocità dell'accoppiamento arile-arile è aumentata dalla presenza di co-catalizzatore u(). Questi miglioramenti hanno portato ad un procedimento semplificato in cui il catalizzatore /,insieme a u() e Ph As dà rese molto buone di biarili S SnBu /, 0.5% mol u, 10 mol% Ph As, 20 mol % 80, 16 h S 77% (1995) meccanismo: addizione ossidativa dell'alogenuro al, con formazione di un intermedio di (), seguita da transmetallazione (direttamente o attraverso un intermedio di organorame) Ar Ar (0)L n transmetallazione Ar'u Ar Ln Ar' - Ln Ar'Sn Ar Ly addizione ossidativa Ar-Ar' (0)L y - eliminazione riduttiva on alogenuri alchenilici ed alchenilstannani viene mantenuta la configurazione Molti gruppi funzionali sono compatibili con la reazione di Stille (estere, nitrile, nitro, formile) "funzionalità mascherata" Per esempio, quando la reazione di accoppiamento si applica a 1-alcossi-2- butenilstannani, lo slittamento del doppio legame porta ad un etere vinilico, che si può idrolizzare ad aldeidi

13 Bu 4 Sn 2 (1987) esempi A. Alogenuri arilici (PPh ) SnBu , 20h 96% (1977) 2 2 SnBu 2 105, 4h 80% (1987) SnBu l 2 95% (1986) SnBu % (1992) B. Alogenuri alchenilici SnBu (Me l 2 Ph As 10 mol % 100 (1998) (PPh SnBu TF, DMF SiMe 2 t-bu SiMe 2 t-bu 42% (1999) Anche se usati raramente, anchegli alogenuri di alchinile si accoppiano efficientemente con gli organostannani, con catalisi da palladio. Si Ac Ac Me Sn SnMe L 4 cat. Si Ac Ac Si Si 80% (1994)

14 Sono stati sviluppati anche metodi per la sintesi di chetoni basata sull'accoppiamento di organostannani con alogenuri acilici. eliminazione riduttiva ' 0 l 2 ' transmetallazione ' Snl addizione ossidativa ' 4 Sn 2 l esempi SnBu l Ph l/pph 2 18h 2 97% (198) l Ph l/pph Me Sn 2h 70% (1984) 2 l Bu Sn Ph l/pph 2 80% 2 (1994) Ac Ac SnBu l 2 l u, 76 78% (1998)