Pd en Síntesis Orgánica

Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio
En 1965 Jiro TSUJI descubre que se pueden formar enlaces C-C por reacción de complejos p-alilpaladio con carbonos
nucleofílicos, fundamentalmente metilenos activados. El descubrimiento fué de gran trascendencia ya que hasta
entonces todas las reacciones de organometalicos eran con especies electrofílicas.
A raiz de este descubrimiento el paladio ha sido empleado con gran éxito en la formación de enlaces C-C debido a que
el Pd presenta una serie de propiedades que le hacen más útil que otros metales de transición.
Es un metal noble y por tanto caro, pero muco más barato que Rh, Pt y Os.
Su toxicidad es muy baja en comparación con otros metales
Los reactivos de Pd son estables al aire, humedad e icluso ácidos
El Pd es muy bien tolerado por los grupos funcionales eliminano la necesidad de protección funcional que exigen
otros metales
En síntesis orgánica, se usan dos tipos principales de reactivos de Pd. Sales de Pd(II) y complejos de Pd(0). Los
compuestos de Pd(II) se emplean en cantidades estequiométricas o en cantidades catalíticas mientras que los complejos
de Pd(0) se usan en forma catalítica. Los compuestos de Pd(II) más conocidos son el cloruro de Pd y el acetato de Pd.
El PdCl2 es comercial, estable pero muy poco soluble en agua y disolventes orgánicos. Es soluble en HCl diluido y
cuando forma complejos como PdCl2(PhCN)2
El Pd(OAc)2 también es comercial y soluble en muchos disolventes orgánicos.
Acetilacetonato de paladio [Pd(acac)2] es otro de los compuestos estables de Pd(II) que es un sólido cristalino.
Las sales de Pd se emplean como fuentes de Pd(0) empleando reductore clasicos como H4LiAl, BH4Na, i-Bu2ALH, etc.
Son sin embargo las fosfinas [P(R)3]los reductores más ampliamente utilizados.
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio
Pd(OAc)2
+ Ph3P + H20
Pd(OAc)2
+ Ph3P
Pd(0)
Pd(0)
+
Ph3P=O
+ 2AcOH
O=PPh3
+ Ac2O
El Pd(0) tiene de configuración d10 y cuatro posibilidades para la coordinación. Existen dos
complejos de Pd(0) que son comerciales: Pd(Ph3P)4 es un complejo coordinativamente saturado,
sensible a la luz, inestable al aire que forma cristales de color amarillo verdosos y que se prepara a
partir de PdCl(PhP)2 mediante reducción con reductores como hidrazina o alcoxidos de metales
alcalinos en presencia de Ph3P.
Pd2(dba)3-CHCl3 (dba=dibencilideneacetona PhCH=CHCOCH=CHPh), es otro complejo comercial que
forma agujas de color prupura cuando se cristaliza en cloroformo. Las moléculas de dba se comportan
como ligandos monodentados y cada atomo de Pd se coordina con tres dobles enlaces formando un
complejo de 16 electrones.
Diversas fosfinas se emplean como ligandos de
Pd siendo la trifenilfosfina la más ampliamente
utilizada. Otros tipos de fosfinas se emplean en
algunas reacciones catalíticas y entre estas las
más utilizadas son:
O
Ph
Ph
Pd
O
Pd
Ph
Ph
O
Ph
Ph
Tri-n-butilfosfina y triciclohexilfosfina
Tri(2,4,6-trimetoxifenil)fosfina (TTMPP)
Tri(2,6-dimetoxifenil)fosfina (TDMPP)
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio
También se emplean fosfinas solubles en agua como:
Difenil(m-sulfofenil)fosfina (DPMSPP)
Ph2P
Tri(m-sulfofenil)fosfina (TMSPP)
DPMSPP
P
TMSPP
SO3H
SO3H
También se emplean difosfinas (fosfinas bidentadas) y fosfitos como:
Ph2PCH2CH2PPh2
Ph2PCH2CH2CH2PPh2
PPh2
dppe
dppp
Ph2PCH2CH2CH2CH2PPh2 dppb
Fe
dppf
PPh2
O
P O
O
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: reactividad
Los principales tipos de procesos en los que se implica el Pd promoviendo la
formación de enlaces C-C se indican a continuación
1. Adiciones oxidativas
Pd(0) + X-Y
X
Pd(II)
Y
Formalmente este tipo de proceso es similar al que tiene lugar en la formación de un reactivo
de Grignard, en el que el magnesio también sufre un cambio en su estado de oxidación
R
Mg(0) + R-I
Mg(II)
I
Un buen número de enlaces covalentes pueden implicarse en este tipo de proceso (C-X, C-O,
H-H, C-H, Si-H, M-H, M-M, H-X, N-H, X-X, O-H, C-C). Ciertos sistemas con carbonos con
hibridación sp2 son los que más frecuentemente participan en este tipo de procesos y entre
estos se incluyen:C-X, RCO-X, RCO-H, RCH=CHCH2-Y, (Y=halógeno, ester, NO2, SO2R, etc)
2.- Reacciones de inserción
X
Pd(II)
Y
X
+ A=B
A
B
Pd(II)
Y
La migración de un hidruro (ligando) desde un Pd a un alkeno coordinado para formar un
ligando alquílico es un ejemplo típico de este tipo de reacción. Otras insaturaciones
implicadas en este ti de proceso son dienos, alquinos, carbonilos, nitrilos y CO2.
H Pd X
H
R
R
H CHCH2
CH2
Pd-X
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: reactividad
3.- Reacciones de transmetalación
R
A-Pd-X
+ M-R
A
Pd
M
A Pd
R
+ MX
X
La reacción de complejos de paladio -obtenidos por adición oxidativa- con ciertos
organometálicos e hidruros metálicos de metales como Mg, Zn, B, Al, Sn, Si y Hg produce una
reacción de intercambio obteniéndose la alquilación del Pd en un proceso de transmetalación.
El proceso está controlado por la diferencia de electronegatividad entre los dos metales.
Un ejemplo típico es la fenilación de ioduro de fenilpaladio con feniltributil estaño.
Ph Pd I + Ph Sn Bu3
Ph Pd
Ph
+ I Sn Bu3
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: reactividad
Procesos terminales en reacciones promovidas o catalizadas por Pd
1.-Eliminación reductora
Es el proceso contrario a la adición oxidativa e implica formalmente la transformación de un
compuesto de Pd(II) en Pd(0) acompañado de un proceso de acoplamiento de los ligandos
unidos al Pd. El Pd(0) generado puede implicarse en un nuevo proceso de adición oxidativa
cerrando un ciclo catalítico.
R
Pd(II)
Ph Pd
Pd(0)
X
Pd
Ph
+ R-X
Pd + Pd(0)
2.-1,2-Eliminación
Otro proceso final en la química del Pd es la eliminación sin de un hidrógeno en posición β con
respecto al atomo de Pd. La inserción de un alqueno en un hidruro de Pd y este tipo de
eliminación es un proceso reversible.
R
H
H
H
Pd-X
R
CH2
+
H Pd X
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: reactividad
¿COMO FUNCIONA EL CICLO CATALITICO?
El empleo de Pd en cantidades catalíticas es posible debido a un ciclo catalítico en el que se
implican las reacciones anteriormente comentadas. Un prototipo de este proceso cíclico se
detalla a continuación:
Pd(0)
X-Y
Eliminación
reductora
X A B Y
Adición
oxidativa
Y A B Pd Y
X Pd(II) Y
Inserción
A=B
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Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
Los compuestos de Pd(II) se coordinan con alquenos para formar complejos π. El efecto de la
coordinación a la especie electrofílica Pd(II) disminuye la densidad electrónica del alqueno
posibilitandoel ataque de especies nucleofílicas al alqueno. El ataque del nucleófilo con la
consiguiente formación de de un enlace σ se denomina PALADACIONde alquenos.
R
R
+ PdCl2
R
XH
Cl
PdCl2
Pd
X
H
HCl
Los productos del proceso de paladación son generalmente inestables y se descomponen con
rapidez generalmente mediante dos tipos de procesos:
A. Ataque nucleofílico con desplazamiento del Pd
Nu
Cl
R
R
Pd
X
H
Nu
X
+ Pd(0) + HCl
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
B. Eliminación de H-Pd-Cl para originar un nuevo alqueno donde uno de los hidrogénos aparece
sustituido por nucleófilo inicialmente utilizado (X).
R
Cl
Pd
X
H
R
+ Pd(0) + HCl
X
Entre los nucleofilos más conocidos que reaccionan con alquenos coordinados al Pd se
encuentran:
AGUA, ALCOHOLES ACIDOS CARBOXILICOS, AMONIACO,
AMINAS, ENAMINAS Y CARBANIONES
Las reacciones de oxidación de alquenos pueden clasificarse atendiendo al tipo de agente
nucleófilo implicado en el proceso
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
1. 1.-Reacción con agua
La reacción de etileno con una disolución acuosa de cloruro de Pd fué descrita en 1894 por
Phillips y se empleó como un método cuantitativo de determinación de Pd(II). El proceso fué
posteriormente modificado por WACKER adaptándolo a la obtención industrial de acetaldehido
a partir de acetileno mediante el empleo in situ del sistema redox PdCl2-CuCl2.
CH2=CH2 + H2O +
(II)PdCl
Pd(0) +
(II)CuCl
2
CH3CHO + 2HCl + Pd(0)
2
(II)PdCl
2 (I)CuCl + HCl + 1/2O2
CH2=CH2
1/2O2
2
+ 2 (I)CuCl
2(II)CuCl2 + H2O
CH3CHO
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
1. 1.-Reacción con agua
La reacción de Wacker se ha estudiado mucho desde el punto de vista mecanístico y preparativo
y se ha establecido que cuando la reaccion se efectúa en presencia de agua deuterada el átomo
de deuterio no se incorpora al aldehido explicándose la reacción mediante un proceso de
oxipaladación de etileno, β−eliminación para dar un alcohol vinílico que se compleja con HPdCl,
reinserción del alcohol y formación del aldehido via eliminación de Pd-H.
OH
CH2=CH2 + H2O + PdCl2
Cl
Pd
H
H
CH2
Pd
Cl
H
Me
OH
O H
Pd Cl
CH3CHO + Pd(0) + HCl
H
H
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
1. 1.-Reacción con agua
El ataque del OH sigue la regla de Markovnikov y por tanto los alquenos sustituidos generan
cetonas en las condiciones de oxidación de Wacker
O
R-CH=CH2 + H2O + PdCl2
R
Me
+ Pd(0) + HCl
Además de CuCl2 distintos tipos de de agentes oxidantes se han empleado en la oxidación de
alquenos debido a que algunas veces se ha observado la cloración del compuesto carbonílico
al emplear CuCl2. Como alternativa se ha empleado CuCl en presencia de oxigéno ya que el
CuCl no produce halogenación. También se han utilizado Cu(NO3)2, Cu(OAc)2, FeCl3, HNO3,
MnO2, PdCl2-Fe(ClO4)3 y benzoquinona.
La oxidación de Wacker se lleva a cabo en disolución diluida de ácido clorhídrico. Cuando se
emplean alquenos sustituidos se usan disolventes aceptables para el alqueno y el agua (p.e.
DMF, metilsulfolano, polietilenglicol, etc).
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
1. 1.-Reacción con agua
CH2=CH2 + H2O +
(II)PdCl
CH3CHO + 2HCl + Pd(0)
2
La reacción de Wacker permite obtener distintos tipos de compuestos dicarbonílicos como una
buena alternativa a los procesos tradicionales de formación de enlaces C-C.
O
O
X
O
X
Wacker
X
O
R
Me
O
Br
PdCl2, CuCl, O2
Base
O
O
68%
O
O
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
1. 1.-Reacción con agua
La oxidación de alquenos internos es un proceso muy lento. Por ello alquenos terminales pueden
oxidarse selectivamente en presencia de alquenos internos.
O
OAc
Wacker
OAc
La adición de ácidos fuertes como H2SO4, HClO4 y HBF4 suele aceleraar la oxidación de alquenos
internos. Así, por ejemplo, la oxidación de ciclohexeno y ciclopenteno a las correspondientes
cetonas se lleva acabo añadiendo HClO4.
O
PdCl2
HClO4
Alquenos internos pueden oxidarse más facilmente en presencia de ciertos grupos funcionales. Es
el caso de enonas o sistemas α,β−insaturados. La oxidación también es totalmente regioselectiva.
O
Wacker
R
O
O
R
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Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
1. 2.- Reacción con alcoholes y otros hidroxicompuestos
La reacción de alquenos con alcoholes y PdCl2 en presencia de una base conduce a una
mezcla de un acetal (mayoritario) y vinilenoléter (minoritario).
1
1
R-CH=CH2 + R1-OH
+
OR
OR
R
Me
1
OR
PdCl2
+
Minoritario
Mayoritario
Me
Me
HO
Ph
+
PdCl2, CuCl, O2
DMF
HO
79%
Ph
O
O
Me
Me
MeO2C
+
Me
OH
R
MeOH
PdCl2, CuCl, O2
MeO2C
Me
Me
+
O
OMe
Pd(0)
+
2HCl
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
1. 2.- Reacción con alcoholes y otros hidroxicompuestos
Los oxígenos fenólicos dan también facilmente una reacción de oxipaladación, especialmente
en procesos intramoleculares.
Pd(OAc)2
O
OH
OH
PdCl2
O
Ph
Ph
Los oxígenos dee las oximas también pueden participar en este tipo de procesos
intramoleculares generando isoxazoles
Ph
Ph
N
OH
Ph
PdCl2(PhCN)2
PhONa
50%
N
O
Ph
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
1. 3.- Reacción con ácidos carboxílicos
La reacción de ácidos carboxílicos con alquenos en presencia de una base genera los
correspondientes ésteres vinílicos. La reacción requiere el empleo de una base para que
tenga lugar. Para la formación de vinilacetato se puede emplear acetato de paladio.
+ AcONa
CH2=CH2
+ PdCl2
CH2=CH2
+ PdOAc2
OAc
OAc
+
Pd(0)
+
2AcOH
+
Pd(0)
+
2AcOH
Este proceso también tiene lugar facílmente en versión intramolecular
Pd(OAc)2
CO2H
DMSO
O2, AcONa
O
O
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Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
1. 4.-Reacción con aminas
Aunque la formación de enaminas sería el proceso esperado de la reacción oxidativa de
alquenos con aminas usando Pd(II) via el proceso de aminopaladación, este proceso
generalmente no tiene lugar.
CH2=CH2
+ R2NH
+ PdCl2
?
NR2
+
Pd(0)
Procesos alternativos:
R
1
R
+ PdCl2
+ R2NH
R
H2
R
R
R
N
R
1
R
R
N
PdCl
R2NH
Pd(OAc)4
1
R
R
H
R
R
1
R
R
N
OAc
R
1
R
R
N
NR2
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Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
1. 4.- Reacción con aminas
La reacción intramolecular con aminas es un proceso más facil que la intermolecular
especialmente si se emplean aminas aromaticas (menos básicas que alifaticas, menor
capacidad de ligando frente a Pd(II)). De hecho el proceso intramolecular se ha empleado
en varias sintesis totales.
NH2
+ PdCl2
PdCl2(MeCN)2
N
H
BQ, 90%
BnO
BnO
Pd(CF3CO2)2
H-N
BQ, 74%
Bukitingina
N
En contraste con la reacción intermolecular de aminas, las amidas reaccionan con más
facilidad.
O
O
N-H +
PdCl2(MeCN)2
CO2Me
O2, DME, 60ºC
85%
N
CO2Me
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones estequiometricas con Pd(0) y Pd(II)
1. REACCIONES DE ALQUENOS
1. 5.- Reacción con carbonos nucleofílicos
Los alquenos coordinados con Pd(II) reaccionan con carbaniones dando lugar a la
formación de enlaces C-C. En general, la reacción con aniones estabilizados es un proceso
dificil y la reacción con organilíticos o reactivos de Grignard suele conducir a mejores
rendimientos.
Me
+
Ph-MgBr +
NaCH(CO2Me)2
Ph
CH(CO2Me)2
PdCl2(MeCN)2
Me
Et3N, -50ºC
PdCl2, LiCl
Ph
MeCN, K2CO3
Ph
75%
Ph
+ Ph-Li
Pd(acac)2
90%
Ph
Me
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
Un buen número de complejos de Pd son catalizadores eficaces de una gran variedad de reacciones
por lo que que no se hace necesario el empleo de oxidantes y permiten llevar a cabo el proceso
empleando cantidades cataliticas del reactivo de Pd con el consiguiente abarataniento del proceso y
la minimización de subproductos contaminantes. Este tipo de reacciones constituyen unos métodos
excelentes de formación de enlaces C-C que, dificilmente, pueden formarse por otro tipo de
procedimientos. En estas reacciones se emplean haluros orgánicos y esteres alilicos como sustratos .
ARILALQUENOS
DIENOS
COMP. POLICICLOS
Inserción de alqueno
R X + Pd(0)
Adición
oxidativa
COMP. POLICICLICOS
Inserción de alquino
R Pd X
Alquino terminal
X= I, Br, OTf, Cl
R-X
Ar-X
Alquenil-X
Ar-N2-X
ArCO-Cl
ArSO2-Cl
Alquil-X
Trans-metalación
ARILALQUENOS
R-R1
Ar-Ar1
1,3-DIENOS
Inserción de CO
ESTERES
CETONAS
ALDEHIDOS
ARILALQUINOS
ENINOS
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
1. Reacción de Heck
Se denomina así el proceso mediante el cual haluros aromáticos reaccionan con alquenos no sustituidos en
presencia de Pd(0) para generar nuevos alquenos en los que un hidrógeno vinílico es reemplazado por el grupo
orgánico del complejo de Pd intermedio
Ar-X +
Pd(0)
R
Ar
R
Reacción de Heck: características
Si hay dos H en beta la eliminación sin conduce
preferentemente al alqueno E
Eliminación SIN
Ar
Pd(0)
Ar-X
+
Adición
oxidativa
R
H
Pd
Ar
R
Ar Pd(II) X
Inserción
R
X
HX
La reacción solo da rendimientos aceptables con Pd
Presiones elevadas favorecen la velocidad del proceso
La primera etapa está desfavorecida en presencia de
grupos electrodonadores como OH, NH2, etc
Los ioduros reaccionan mejor que los bromuros y los
cloruros generalmente no reaccionan
La etapa de inserción está favorecida por
sustituyentes electroatractores en el alqueno
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
1. Reacción de Heck. Ejemplos
Br
Br
Br
Br
Ar-X +
R
Pd(0)
Ar
R
Pd(OAc)2, LiCl, DMF
+
K2CO3, Bu4NBr, H2O
Br
56%
Br
+
Br
+
CO2Me
Pd(OAc)2, DMF
Ph
Ph
K2CO3, Bu4NBr
Ph
Ph
50%
CO2Me
Pd(OAc)2
P(Ph)3, Et3N
+
CO2Me
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
1. Reacción de Heck. Ejemplos
Ar-X +
Pd(0)
R
Ar
R
La reacción de Heck también ha sido ampliamente utilizada en su versión intramolecular. Mientras que
la versión internolecular está limitada a alquenos no impedidos, la forma intramolecular de esta
reacción permite el empleo de alquenos estericamente impedidos. Algunos ejemplos de este proceso
se detallan a continuación
CO2Me
CO2Me
Br
N
H
CN
Pd(OAc)2, PPh3
DMF NR
N
H
3
Pd(OAc)2, DMF
43%
CN
79%
KOAc, Bu4NBr
I
O
O
I
PdCl2(MeCN)2
O
O
55%
MeCN
O
O
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
1. Reacción de Heck. Ejemplos
Ar-X +
Pd(0)
R
Ar
R
La reacción de Heck también ha sido ampliamente utilizada en su versión intramolecular. Mientras que
la versión internolecular está limitada a alquenos no impedidos, la forma intramolecular de esta
reacción permite el empleo de alquenos estericamente impedidos. Algunos ejemplos de este proceso
se detallan a continuación
O
O
O
HO
Br
N
N
O
O
HO
Pd(OAc)2, DMF
59%
KOAc, Bu4NCl
N
N
O
Campotecina
Me
N
Pd(OAc)2, DMF
MeO
OTf
OTBPS
K2CO3
MeO
HO
Me
OTBDPS
93%
Me
(-)-Eptazocina
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
2. Reacción de Stille
Se denomina así el proceso mediante el cual haluros reaccionan con estannanos en presencia de Pd(0) para dar
lugar a un proceso de acoplamiento entre el radical del haluro y uno de los cuatro grupos del compuesto de estaño.
R1-X + R
2
SnR3
Pd(0)
R
1
R
2
+ X-SnR3
Reacción de Stille: características
Ar-X
Pd(0)
Ar R
Se pueden emplear aril, alquenil, alquilnil y alquil
estannanos
Los grupos que peor se transfieren suelen ser grupos
alquilo. La facilidad de menor a mayor es la siguiente:
alquinilo<alquenilo<arilo<bencilo<alilo
Ar Pd(II) X
Ar Pd(II) R
Se pueden emplear haluros (generalmente ioduros) de
arilo y alquenilo
Habitualmente hay que emplear trifenilfosfina como
ligando
R-SnR3
XSnR3
Los derivados halogenados se pueden sustituir en
algunas ocasiones por triflatos
La reacción es muy útil en acoplamientos heterocíclicos
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
2. Reacción de Stille: ejemplos
I
+
+
SnR3
1
R
2
OH
DMF
73%
Pd(Ph3P)4
+
OTf
O
O
N
O
Br
O
Pd(dppb)Cl2
+
SnBu3
R
93%
Bu3Sn
N
Pd(0)
PdCl2(MeCN)2
OH
N
2
Pd(Ph3P)4
SnBu3
SnBu3
I
R1-X + R
N
DMF
47%
+ X-SnR3
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
2. Reacción de Stille: ejemplos
R1-X + R
OTf
MeO
PdCl2(Ph3P)2
+
SnBu3
2
Pd(0)
SnR3
R
+ X-SnR3
48%
NO2
O
O
Pd(Ph3P)4
O
O
39%
Bu3Sn
O
Me
SnBu3
O
H
OMe O
Me
OH
O
I
I
+
Me
2
LiCl, DMF
O
Bu3Sn
R
MeO
NO2
I
1
O
PdCl2(MeCN)2
H
O
O
Me
OMe Me
Me
Me
O
H
OMe O
i-Pr2EtN, DMF
OMe
OH
Me
Me
OH
O
Me
28%
H
O
O
OMe
OH
OH
O
Me
OMe Me
Me
Me
OH
Rapamicina
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
3. Reacción de Suzuki
Se denomina así el proceso que implica la formación de enlaces C-C por acoplamiento de organoboranos y
haluros de arilo, alquenilo y alquinilo. El proceso incluye una etapa de transmetalación en presencia de bases.
2
R1-X + R B(OH)2
Pd(0)
Base
1
2
R R
Reacción de Suzuki: características
La reacción no tiene lugar en medio neutro
Ar-X
Pd(0)
Ar R
La base actúa como activadora tanto del Pd como de los
boranos (generalmente se emplean ácidos borónicos)
Se pueden emplear haluros de arilo, alquenilo, alquinilo y
algunos de alquilo
Se pueden emplear aril-, alquenil- y algunos alquilboranos
Ar Pd(II) R
Ar Pd(II) X
HO-B(OH)2
HO
-
Ar Pd(II) OH
R-B(OH)2
La reacción, en general, es más lenta si se adiciona PPh3 o
similar ligando
La reacción es muy útil en acoplamientos heterocíclicos
Los residuos de boro se pueden manipular más fácimente
(ambientalmernte menos contaminantes) que los de Zn y Sn
empleados en procesos similares de acoplamiento
(reacciones de Negishi y Stille)
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
3. Reacción de Suzuki: ejemplos
2
R1-X + R B(OH)2
1
2
R R
Base
Br
B(OH)2
Pd(OAc)2
R
+
Na2CO3, DMF
O
B
O
CHO
+
I
B(OH)2
+
OH
93%
R
Me
Me
I
Pd(0)
R
Pd(Ph3P)4
Cs2CO3, DMF
98%
CHO
Pd(Ph3P)4
PhH, EtONa
OH
66%
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
3. Reacción de Suzuki: ejemplos
B(OH)2
Br
NO2
+
2
R1-X + R B(OH)2
Pd(0)
Base
Pd(Ph3P)4
O
CO3HNa
O
1
2
R R
95%
NO2
OTf
B(OH)2
Pd(PhP)4
+
93%
K2CO3, PhMe
NHBoc
NHBoc
C6H13
Br
+
Pd(PhP)4
C4H9
B(Sia)2
C4H9
C6H13
NaOMe
100%
OTf
CO2Me
1. 9-BBN
2. Pd(Ph3P)4,
K3PO4
Dioxano
76%
CO2Me
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
4. Reacción de Kharasch
Se denomina así el proceso mediante el cual haluros reaccionan con organocíncicos en presencia
de Pd(0) para dar lugar a un proceso de acoplamiento entre el radical del haluro y el radical del
compuesto orgánico de cinc.
2
R1-X + R
ZnX
Pd(0)
1
R
2
R
5. Reacción de Negishi
Se denomina así el proceso mediante el cual haluros reaccionan con organomagnesianos en
presencia de Pd(0) para dar lugar a un proceso de acoplamiento entre el radical del haluro y el
radical del compuesto de Grignard.
2
R1-X + R MgX
Pd(0)
1
R
2
R
Estos procesos no son tan generales como los tres anteriores pero pueden ser una buena
alterna tiva ya que el acoplamiento se produce con buenos rendimientos. En lugar de derivados
halogenados también se pueden utilizar triflatos. Estas reacciones fundamentalmente se aplica
en la sintesis de biarilos.
Pd en Síntesis Orgánica
Compuestos de Paladio: Reacciones catalíticas con Pd(0) y Pd(II)
Reacción de Kharasch y Negishi: ejemplos
N
N ZnCl
Me
Pd(Ph3P)4
+
N
N
N
Me
Br
O
+
N
ZnBr
O
Pd(Ph3P)4
63%
I
F
MgBr + I
OH
Pd(Ph3P)4
OH
F
80%
Bu
Br + BrMg
PdCl2(dppf)
Bu
67%