Конденсация Ульмана - Ullmann condensation

Конденсация Ульмана
Названный в честьФриц Ульманн
Тип реакцииРеакция сцепления
Идентификаторы
Портал органической химииреакция Ульмана
RSC ID онтологииRXNO: 0000081
Смотрите также: Реакция Ульмана

в Конденсация Ульмана или же Реакция типа Ульмана представляет собой стимулируемое медью превращение арилгалогенидов в ариловые эфиры, арилтиоэфиры, арилнитрилы и ариламины. Эти реакции являются примерами реакции кросс-сочетания.[1]

Реакции типа Ульмана сравнимы с Реакции Бухвальда – Хартвига но обычно требуются более высокие температуры. Традиционно для этой реакции требуются высококипящие полярные растворители, такие как N-метилпирролидон, нитробензол, или же диметилформамид и высокие температуры (часто выше 210 ° C) с стехиометрический количество меди. Арилгалогенид должен был активироваться электроноакцепторные группы. В традиционных реакциях типа Ульмана использовался «активированный» медный порошок, например подготовлен на месте снижение из сульфат меди к цинк металл в горячей воде. Методология улучшилась с введением растворимых медных катализаторов, поддерживаемых диамины и ацетилацетонатные лиганды.[1]

Синтез эфира Ульмана: C-O сочетание

Иллюстрацией традиционного синтеза эфира Ульмана является получение п-нитрофенилфенилового эфира из 4-хлорнитробензол и фенол.[2]

О2NC6ЧАС4Cl + HOC6ЧАС5 + КОН → О2NC6ЧАС4OC6ЧАС5 + KCl + H2О

Современные арилирования используют растворимые медные катализаторы.[3]

Реакция Гольдберга: сочетание C-N

Традиционный Реакция Гольдберга иллюстрируется синтезом фенамовая кислота, промежуточное звено в приготовлении акридон:[4]

Синтез фенамовой кислоты

Арилиодиды являются предпочтительными арилирующими агентами.[5] Используемый катализатор образован из йодид меди (I) и фенантролин. Поскольку эта реакция хорошо протекает с арилиодидом, богатым электронами, она представляет собой ценную альтернативу реакции аминирования Бухвальда – Хартвига, которая дает наилучшие выходы для арилгалогенидов с низким содержанием электронов. Сфера применения расширена до амиды.[1]

Реакция амидирования Бухвальда[6]

Реакция Хертли: сочетание C-C

Нуклеофил также может быть углеродом, как в карбанион а также цианид. В традиционном Реакция Хертли, нуклеофилы углерода произошли от малоновый эфир и другие дикарбонильные соединения:[7]

Реакция Хертли

Более современные Cu-катализируемые перекрестные связи C-C используют растворимые комплексы меди, содержащие фенантролиновые лиганды.[8]

C – S муфта

Арилирование алкилтиолатов протекает с участием тиолатов меди.[9]

Механизм реакций типа Ульмана

В случае с Ульманном:тип реакции (аминирования, этерификации и т. д. арилгалогенидов), в реакции участвуют алкоксид меди (I), амиды меди (I), тиолаты меди (I). Реагент медь (I) может быть получен in situ из арилгалогенида и металлической меди. Даже источники меди (II) эффективны. В отношении медных реагентов был разработан ряд инноваций.[1]

Эти соединения меди (I) впоследствии реагируют с арилгалогенидом в результирующей реакции метатезиса:

Ar-X + ROCu → Ar-OR + CuX
Ar-X + RSCu → Ar-SR + CuX
Ar-X + 2 RNHCu → Ar-NHR + CuX

В случае связывания C-N кинетические исследования предполагают окислительная добавка реакция с последующим восстановительным отщеплением от промежуточных продуктов Cu (III) (Lп = один или несколько зрительские лиганды ):[10]

ROCuAr (X) Lп → RO-Ar + CuLп

История

Синтез эфира Ульмана или назван в честь его изобретателя, Фриц Ульманн.[11] Соответствующая реакция Гольдберга названа в честь Ирма Голдберг.[12] Реакция Хертли, которая включает образование связи C-C, также названа в честь своего изобретателя.[7]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Флориан Монье, Марк Тайлефер (2009). "Minireview Каталитические CC, CN и CO реакции взаимодействия типа Ульмана". Angewandte Chemie International Edition. 48 (38): 6954–71. Дои:10.1002 / anie.200804497. PMID  19681081.
  2. ^ Рэй К. Брюстер, Теодор Грёнинг (1934). «п-Нитродифениловый эфир». Орг. Синтезатор. 14: 66. Дои:10.15227 / orgsyn.014.0066.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  3. ^ Бак, Элизабет; Песня, Чжиго Дж. (2005). «Получение 1-метокси-2- (4-метоксифенокси) бензола». Органический синтез. 82: 69. Дои:10.15227 / orgsyn.082.0069.
  4. ^ Ч. Ф. Х. Аллен, Г. Х. У. Макки (1939). «Акридон». Органический синтез. 2: 6. Дои:10.15227 / orgsyn.019.0006.
  5. ^ H.B. Goodbrand; Нан-Син Ху (1999). "Лиганд-ускоренный катализ конденсации Ульмана: приложение к триариламинам, проводящим дырки". Журнал органической химии. 64 (2): 670–674. Дои:10.1021 / jo981804o.
  6. ^ Jones, C.P .; Андерсон, К. В .; Бухвальд, С. Л. (2007). «Последовательная циклизация лагерей, катализируемая Cu-катализируемым амидированием-основанием: двухэтапный синтез 2-арил-4-хинолонов из о-галофенонов». J. Org. Chem. 72 (21): 7968–7973. Дои:10.1021 / jo701384n. PMID  17850097.
  7. ^ а б Уильям Роберт Харди Хертли (1929). «Замена галогена в орто-Бромбензойная кислота ». J. Chem. Soc.: 1870. Дои:10.1039 / JR9290001870.
  8. ^ Антуан Нителет, Сара Захим, Седрик Теуниссен, Александр Прадаль, Гвильхерм Эвано (2016). «Катализируемое медью цианирование алкенилйодидов». Орг. Синтезатор. 93: 163. Дои:10.15227 / orgsyn.093.0163.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  9. ^ Роджер Адамс, Уолтер Райфшнайдер, Альдо Ферретти (1962). «1,2-Бис (N-бутилтио) бензол». Орг. Синтезатор. 42: 22. Дои:10.15227 / orgsyn.042.0022.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  10. ^ Рамеш Гири, Эндрю Брусу, Константин Трошин, Джастин Ю. Ван, Марк Фонт, Джон Ф. Хартвиг ​​(2018). «Механизм синтеза биарилового эфира Ульмана, катализируемый комплексами анионных лигандов: доказательства реакции йодааренов с лигированным анионным Cuя Промежуточные звенья ». Варенье. Chem. Soc. 140 (2): 793–806. Дои:10.1021 / jacs.7b11853. ЧВК  5810543. PMID  29224350.CS1 maint: использует параметр авторов (связь)
  11. ^ Фриц Ульманн, Пауль Спонагель (1905). "Ueber die Phenylirung von Phenolen". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 38 (2): 2211–2212. Дои:10.1002 / cber.190503802176.
  12. ^ Ирма Гольдберг (1906). "Ueber Phenylirungen bei Gegenwart von Kupfer als Katalysator". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft. 39 (2): 1691–1692. Дои:10.1002 / cber.19060390298.