Buchwald-Hartwig Çapraz Kenetlenme Reaksiyonu

Aril halojenürler veya triflorometansulfonatlar ve aminler (1^o ve 2^o alifatik veya aromatik aminler, imidler, sulfonamidler, sulfoksiminler) arasında veya aril halojenürler veya türevleri ve alkoller (alifatik alkoller ve fenoller) arasında stokiometrik oranlarda baz varlığında gerçekleşen doğrudan Pd katalizli C-N ve C-O bağı oluşumuna Buchwald-Hartwig çapraz kenetlenmesi denir. Bu kenetlenme modeli hem molekül içi hem de moleküller arası gerçekleşebilir. İlk paladyum katalizli aril C-N bağı oluşumu 1983 yılında T. Migita ve çalışma arkadaşları tarafından yayınlandı. On yılı aşkın bir süre sonra S. Buchwald’ ın laboratuarında T. Migita’ nın aminleme prosedürüne dayanan yeni bir prosedür geliştirildi. Bu iki eski metotta da kenetlenme partneri olarak stokiometrik miktarlarda, ısıya ve neme karşı hassas tributilkalay amidlerin kullanılması büyük bir dezavantajdı. 1995 yılında S. Buchwald ve J. Hartwig eş zamanlı olarak kuvetli bir baz (örn., sodyum ter-butoksit veya LHMDS) varlığında aminokalay türlerinin serbest aminlerle yer değiştirebileceğini keşfettiler.Bu kuvvetli baz paladyuma koordine amini deprotonlayarak uygun sodyum amidi oluşturur.  Tipik işlem aril bromür veya iyodür gerektirir.Bu sırada Pd(0) katalizörü genellikle şelat etkisi gösteren BINAP, DPPF, XANTPHOS, ve DPBB gibi fosfin tipi ligantlar veya DBA (trans,trans-dibenzilidenaseton) gibi çift dişli ligantlar ile kompleks oluşturur.Bu işlem sırasında ortamda stokimetrik miktarlarda baz bulunmalıdır. Reaksiyon sıcaklığı bazen 25 ^oC’ den düşük olabilir. 1990’ ların ortasından beri bu kenetlenme türünün reaksiyon koşulları daha yumuşak hale getirildi ve uygun ligantların kullanımı ile normalde reaktif olmayan aril klorürlerin de aminlerle ve alkollerle kenetlenmesi sağlandı.

Mekanizma:

Katalitik döngüdeki ilk basamak Pd⁽⁰⁾’ ın yükseltgenerek aril halojenüre (veya sulfonata) katılmasıdır. İkinci basamakta Pd^(II)-aril amid, Pd^(II)-alkoksit araürünü aracılığı ile, halojenürün veya sulfonatın amide direk olarak yer değiştirmesiyle oluşturulur. Son olarak indirgen ayrılma sonucu istenen C-N bağı meydana gelir ve Pd⁽⁰⁾ katalizörü yeniden oluşur. Aşağıda bir arilamin oluşumunun katalitik döngüsü görülmektedir.

Kaynak: Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis — L. Kürti, B. Czako — 2005 — Elsevier Inc.
belgesi-2298