Entwicklung und Evaluation von cataCXium® F - Phosphinliganden für palladiumvermittelte Kreuzkupplungsreaktionen

• Main Author: Fleckenstein, Christoph A.
• Format: Others
• Language: German; de
• Published: 2008
• Online Access: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/1138/1/Dissertation_Fleckenstein.pdf; Fleckenstein, Christoph A. <http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/view/person/Fleckenstein=3AChristoph_A=2E=3A=3A.html> (2008): Entwicklung und Evaluation von cataCXium® F - Phosphinliganden für palladiumvermittelte Kreuzkupplungsreaktionen.Darmstadt, Technische Universität, [Ph.D. Thesis]

Eine Lithiierungs- / Alkylierungssequenz ermöglicht die Synthese zahlreicher verschiedener 9-Alkylfluorene in 95 % Ausbeute. Erneute Deprotonierung und Reaktion mit R2PCl (R=Cy, iPr, tBu) macht 9-Alkyl, 9-PR2-fluorene zugänglich, welche elektronenreiche, sterisch anspruchsvolle Phosphinliganden darstellen. Die Synthese 37 unterschiedlicher Liganden des Fluorenyldialkylphosphintyps unterstreicht die allgemeine Anwendbarkeit dieser Syntheseroute in gleicher Weise wie die große Variabilität dieser Ligandenfamilie. In situ gebildete Palladiumkomplexe dieser Phosphine weisen außerordentliche katalytische Aktivitäten in Kreuzkupplungsreaktionen des Sonogashira-, Suzuki- und Buchwald-Hartwig-Aminierungstyps in Verbindung mit Chlor- und Bromaromaten als Kupplungssubstraten auf. Die große synthetische Variabilität des Fluorengrundkörpers dieser Liganden ermöglicht ferner einen einfachen Zugang zu einem doppelt sulfonierten und somit bestens wasserlöslichen Kreuzkupplungsliganden, bezeichnet als cataCXium® FSulf. Mit Hilfe von Pd Komplexen von cataCXium® FSulf gelang die Entwicklung eines nachhaltigen, milden und effizienten Kreuzkupplungs-Reaktionsprotokolls für Suzuki- und kupferfreie Sonogashira-Reaktionen unter Verwendung von Wasser als einzigem Lösemittel. Durch rationales Design eines optimalen Reaktionsmediums konnte Wasser/n-Butanol als hervorragendes Reaktionsmedium identifiziert werden. Der in situ gebildete Pd/cataCXium® FSulf Komplex weist in Verbindung mit diesem Reaktionsmedium außergewöhnlich hohe katalytische Aktivitäten bei Kreuzkupplungen heterocyclischer Substrate, welche generall für ihre katalysatorinhibierende Wirkung bekannt sind, auf. Die Robustheit dieses Katalyseprotokolls wurde anhand der zahlreicher Kreuzkupplungsreaktionen einer Vielzahl heterozyklischer Substrate, z.B. Pyridine, Chinone, Indole, Triazine, Aniline, Purines, Thiophenes oder Furanes demonstiert; Katalysatorbeladungen zwischen 0.001-1 mol% ermöglichten quantitativen Umsatz der jeweiligen Substrate. Nach erfolgreichem Upscaling steht eine Syntheseroute zur Verfügung, die leichten und preiswerten Zugang zu den Liagnden eröffnet. Phosphine der Klasse cataCXium® F sind in hoher Ausbeute (>90 %) und hoher Reinheit (>99 %)in Form ihrer stabilen Phosphoniumsalze im Multikilogrammmaßstab zugänglich.