В конденсации Ульмана или реакции типа Ульмана происходит промотируемое медью превращение арилгалогенидов в арилэфиры, арилтиоэфиры, арилнитрилы и ариламины. Эти реакции являются примерами реакций кросс-сочетания . [1]
Конденсация Ульмана | |
---|---|
Названный в честь | Фриц Ульманн |
Тип реакции | Реакция сцепления |
Идентификаторы | |
Портал органической химии | реакция Ульмана |
Идентификатор онтологии RSC | RXNO: 0000081 |
Реакции типа Ульмана сравнимы с реакциями Бухвальда – Хартвига, но обычно требуют более высоких температур. Традиционно для этой реакции требуются высококипящие полярные растворители, такие как N- метилпирролидон , нитробензол или диметилформамид, и высокие температуры (часто выше 210 ° C) со стехиометрическими количествами меди. Требовалось, чтобы арилгалогенид активировался электроноакцепторными группами . Реакции типа Традиционных Ульмана использовали «активированный» медный порошок, например , получены на месте путем сокращения из сульфата меди путем цинкаметалл в горячей воде. Методология улучшилась с введением растворимых медных катализаторов, поддерживаемых диаминами и ацетилацетонатными лигандами. [1]
Синтез эфира Ульмана: сочетание CO
Иллюстрацией традиционного синтеза эфира Ульмана является получение п-нитрофенилфенилового эфира из 4-хлорнитробензола и фенола . [2]
- O 2 NC 6 H 4 Cl + HOC 6 H 5 + КОН → O 2 NC 6 H 4 OC 6 H 5 + KCl + H 2 O
Современные арилирования используют растворимые медные катализаторы. [3]
Реакция Гольдберга: соединение CN
Традиционная реакция Голдберга иллюстрируется синтезом фенамовой кислоты , промежуточного продукта при получении акридона : [4]
Арилиодиды являются предпочтительными арилирующими агентами. [5] Используемый катализатор состоит из йодида меди (I) и фенантролина . 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. Область применения расширена на амиды . [1]
Реакция Хертли: CC-сочетание
Нуклеофилом также может быть углерод, как в карбанионе, так и в цианиде. В традиционной реакции Хертли углеродные нуклеофилы были получены из эфира малоновой кислоты и других дикарбонильных соединений: [7]
Более современные СС-кросс-сочетания, катализируемые медью, используют растворимые комплексы меди, содержащие фенантролиновые лиганды. [8]
C – S муфта
Арилирование алкилтиолятов происходит при взаимодействии тиолатов меди. [9]
Механизм реакций типа Ульмана.
В случае реакций типа Ульмана (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 чистой реакции метатезиса:
- Ar-X + ROCu → Ar-OR + CuX
- Ar-X + RSCu → Ar-SR + CuX
- Ar-X + 2 RNHCu → Ar-NHR + CuX
В случае связывания CN кинетические исследования предполагают реакцию окислительного присоединения с последующим восстановительным элиминированием из промежуточных соединений Cu (III) (L n = один или несколько лигандов-зрителей ): [10]
- ROCuAr (X) L n → RO-Ar + CuL n
История
Синтез эфира Ульмана или назван в честь его изобретателя Фрица Ульмана . [11] Соответствующая реакция Голдберга названа в честь Ирмы Голдберг . [12] Реакция Хертли, которая включает образование связи CC, также названа в честь своего изобретателя. [7]
Рекомендации
- ^ a b 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. DOI : 10.1002 / anie.200804497 . PMID 19681081 .
- ^ Рэй К. Брюстер, Теодор Грёнинг (1934). «п-Нитродифениловый эфир». Орг. Synth . 14 : 66. DOI : 10,15227 / orgsyn.014.0066 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ Бак, Элизабет; Песня, Чжиго Дж. (2005). «Получение 1-метокси-2- (4-метоксифенокси) бензола». Органический синтез . 82 : 69. DOI : 10,15227 / orgsyn.082.0069 .
- ^ CFH Аллен, GHW McKee (1939). «Акридон». Органический синтез . 2 : 6. DOI : 10,15227 / orgsyn.019.0006 .
- ^ HB Goodbrand; Нан-Син Ху (1999). «Лиганд-ускоренный катализ конденсации Ульмана: приложение к триариламинам, проводящим дырки». Журнал органической химии . 64 (2): 670–674. DOI : 10.1021 / jo981804o .
- ^ Джонс, КП; Андерсон, KW; Бухвальд, SL (2007). «Последовательная циклизация лагерей, катализируемая Cu-катализируемым амидированием-основанием: двухстадийный синтез 2-арил-4-хинолонов из о-галофенонов». J. Org. Chem . 72 (21): 7968–7973. DOI : 10.1021 / jo701384n . PMID 17850097 .
- ^ а б Уильям Роберт Харди Хертли (1929). «Замена галогена в орто- бромбензойной кислоте». J. Chem. Soc. : 1870. DOI : 10.1039 / JR9290001870 .
- ^ Антуан Нителет, Сара Захим, Седрик Теуниссен, Александр Прадаль, Гвильхерм Эвано (2016). «Катализируемое медью цианирование алкенилйодидов» . Орг. Synth . 93 : 163. DOI : 10,15227 / orgsyn.093.0163 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ Роджер Адамс, Уолтер Райфшнайдер, Альдо Ферретти (1962). «1,2-Бис (N-бутилтио) бензол». Орг. Synth . 42 : 22. DOI : 10,15227 / orgsyn.042.0022 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ 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 лигированными анионными промежуточными соединениями Cu I " . Варенье. Chem. Soc . 140 (2): 793–806. DOI : 10.1021 / jacs.7b11853 . PMC 5810543 . PMID 29224350 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
- ^ Фриц Ульманн, Пауль Шпонагель (1905). "Ueber die Phenylirung von Phenolen" . Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft . 38 (2): 2211–2212. DOI : 10.1002 / cber.190503802176 .
- ^ Ирма Гольдберг (1906). "Ueber Phenylirungen bei Gegenwart von Kupfer als Katalysator" . Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft . 39 (2): 1691–1692. DOI : 10.1002 / cber.19060390298 .