KR20080027794A - 교차결합반응용 Ｐｄ(ａｃａｃ)2의 친핵 복소환식 카르벤유도체 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 구현예는 일반식 (I)로 표시되는 팔라듐 착물을 제공한다: 여기서 A는 비덴테이트 모노음이온성 리간드, NHC는 친핵성 복소환식 카르벤이며, Z는 음이온성 리간드이다. 이러한 팔라듐 착물은 교차-결합 반응을 시작하는데 유용하다.
팔라듐 착물, 교차-결합 반응, 비덴테이트 모노음이온성 리간드, 친핵성 복소환식 카르벤, 음이온성 리간드
Description
본 출원은 2006. 4. 4자 미국 가출원 제 60/788,989호 및 2005. 5. 27자 미국 가출원 제 60/685,620호의 우선권을 주장하며, 양 출원은 그 전체가 참고로 포함된다.
본 발명은 탄소-탄소 및 탄소-이종원자 결합 형성 반응에 사용되는 일반적으로 비덴테이트 단일 음이온성 리간드 (bidentate monoanionic ligand), 친핵 복소환식 카르벤(NHC) 및 음이온성 리간드를 갖는 팔라듐 착물 및 이러한 착물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
수주키-미야우라, 스틸레, 헤크, 소나가시라, 네기시, 구마다 교차-결합, 부크왈드-하트위그 아민화, 촉매적 에테르 형성, 케톤의 촉매적 α-아릴화 및 촉매적 티오에테르 형성 반응과 같이 통상의 반응에 제한되지 않고, 이하 교차-결합 반응으로 일컬어지는 팔라듐 촉매화된 탄소-탄소 및 탄소-이종원자 결합 형성 반응은 유기 화학에 있어서 상당히 강력한 합성 방법이다.
그러나, 극복하는데 잇점이 될만한 그러한 반응의 이용과 관련하여 중요한 제한이 있다. 그러한 제한 중 하나는 팔라듐 테트라키스(트리페닐포스핀)와 같은 전통적인 촉매, 또는 적절한 트리아릴포스핀과 Pd(II) 또는 Pd(O) 전구체 중 하나로부터 본래 형성된 촉매가 일반적으로 낮은 활성을 가지므로 고 전환률을 실현하기 위해서는 비교적 고농도로 존재할 필요가 있다. 고비용의 팔라듐과 제품에서 소비된 촉매로 인해 팔라듐 금속 잔여분을 제거하는 것과 관련된 고비용이 이와 같이 고농도로 사용하는 것을 바람직하지 않게 한다. 또 다른 제한은 이러한 전통적인 촉매가 불활성화된 아릴 브로마이드를 적용하고 아릴 클로라이드를 결합시키는 것과 관련하여 일반적으로 덜 효과적인 교차-결합 반응에서 심지어 낮은 활성을 나타낸다는 것이다. 아릴 클로라이드가 이의 브로마이드 및 아이오다이드 유사체와 비교할 때, 그의 더 큰 이용가능성과 매력적인 비용 때문에 기질로써 특히 주목을 받는 부류이므로, 이러한 전통적인 촉매의 비효율성은 문제가 된다. 상업적 및 실험실적 규모에서 촉매 작용에 있어서의 팔라듐 화합물과 이의 용도에의 연구는 과거 10년 이상 증가되었다. 리간드를 사용하지 않는 시스템이 알려져 있으며 연구되었으나, 금속 중심에의 보조적인 결찰은 촉매 시스템의 효율을 나타내는데 있어서 중요한 역할을 하므로 리간드를 사용하지 않는 시스템은 특히 비효율적이다. 결과적으로, P(t-Bu)2Me과 P(t-Bu)3와 같이 상당히 전자가 풍부한 포스핀 리간드가 Pd(O) 중간체를 안정화시키는데 일반적으로 사용되었고 따라서 효율적인 것으로 여겨진다. 그러나 포스핀 리간드는 몇가지 문제점을 갖고 있어 이의 유용성에 제한이 있다:
(1) 이들은 공기 산화 경향이 있어서 공기가 없도록 하는 취급이 필요하고,
(2) 이러한 리간드를 고온에 적용할 때 상당한 P-C 결합 분해가 일어나서 과다한 양의 포스핀이 필요하며,
(3) 이들은 Pd(OAc)2와 같은 Pd 전구체와 종종 반응하여 PnPd(O)와 포스핀 산화물을 형성하는 환원 공정이 일어나게 된다.
그들은 균일한 촉매작용에 있어서 3급 포스핀에 대한 매력적인 대체물을 나타내기 때문에, 친핵 복소환식 카르벤(NHC) 리간드는 과거 몇년동안 상당히 대중적으로 되었다. 일반적으로 NHCs는 예를 들어 높은 열적 안정성 및 산화 조건에 대한 내성을 나타내는 것 처럼, 포스핀과는 상당히 다른 반응 작용을 나타낸다. 이미다졸륨 염(공기 민감성 NHC에 대한 공기-안정성 전구체) 및 Pd(O) 또는 Pd(II)원의 결합에 기초한 몇가지 시스템이 촉매적으로 활성인 종 그대로를 생성하기 위해 개발되었고, 그러한 활성 종은 많은 유기 반응, 기본적으로 교차결합 반응을 중재한다. 이러한 예비적인 시스템 등은 대부분의 경우에 최적 1:1 리간드 대 금속비율을 지적하면서 반응 효율에의 NHC/Pd 비율의 중요성을 설명한다. 이로부터, 단일체의 NHC-포함 Pd(II) 착물의 개발과 이러한 촉매 활성에 대한 연구를 목적으로 노력하였다. 카르벤은 팔라듐의 중심에 이미 배위되어 있으므로 일반적으로 이와 같이 잘 정립된 시스템에서 더 짧은 반응 시간을 관찰하게 된다. 또한 잘 정립된 예비 촉매는 리간드의 배위 이전에 리간드 또는 팔라듐 전구체 분해를 일으키는 부반응의 가능성을 줄임으로써, 용액에서 리간드-안정화된 팔라듐 종의 양을 더욱 잘 알 수 있 도록 한다.
단일체의 (NHC)Pd(알릴)Cl 착물 및 (NHC)Pd(카르복실레이트) 착물의 합성은 많은 구조 사이에서 보고되었고, 활성화 메카니즘과 촉매 활성이 연구되었다. 대부분의 이러한 착물들의 합성은 공기 민감성 NHCs와 대응하는 팔라듐원의 사용을 포함하는 성공적인 시스템 그대로와 직접 관련이 있다. 예를 들어, 디아자부타디엔 리간드와 팔라듐 전구체로서 Pd(OAc)2 또는 Pd(acac)2의 사용을 포함하는 Heck 반응용 촉매 시스템이 보고되어 있다.
2,4-펜타디온(아세틸아세톤, Hacac) 및 다른 β-카르보닐 화합물은 매우 다양하고 상업적 규모로 생성되므로 전이 금속 화학에 있어서 일반적인 리간드이다. 몇가지 다른 배위 방법이 플래티늄(II) 및 팔라듐(II) 착물에서 관찰되지만, 2,4-펜타디온은 일반적으로 η2-O,O 형태로 금속 이온과 결합한다. 예전의 연구는 팔라듐(II) 아세틸아세토네이트 및 관련 화합물의 새로운 착물을 유도하는 포스핀과의 반응성에 집중되었지만 전혀 촉매적 적용은 보고된바 없었다. 최근에 수소화 촉매로써 이러한 유형의 착물의 사용에 대해 상당히 연구되고 있다.
탄소-탄소 및 탄소-이종원자 형성을 위해 최근에 알려진 촉매 시스템의 사용은 종종 문제가 있을 수 있다. 이러한 문제는 (i) 비교적 어렵거나 인내를 요하는 합성, (ii) 값비싼 촉매 전구체 및/또는 리간드 세트, (iii) 리간드 또는 금속 촉매의 산소 및 물 민감성, (iv) 이종의 예비-촉매 구조와 이상하고 비모듈러한 리간드때문에 활성의 최적화가 어렵고, (v) 아릴 클로라이드의 활성을 위한 촉매가 비 교적 고농도로 사용될 필요가 있다는 것이다. 따라서, 상기와 같은 문제점에 대한 해결을 제공하는 촉매 또는 촉매 시스템을 갖는 것이 바람직할 것이다. 이러한 촉매 시스템은 이들을 분리할 필요없이 상업적 규모로 직접 이용될 수 있고, 광범위한 온도 및 압력에서 안정하다면 바람직할 것이다. 게다가, 이러한 착물이 쉽게 입수가능한 출발 물질로부터 1단계 반응에서 제조될 수 있다면 바람직할 것이다.
도1은 실시예 47에 기술된 방법에 대해 시간에 대한 퍼센트 전환률을 나타낸 그래프이다.
실시예 외에서, 또는 달리 표시하지 않으면 명세서와 청구항에서 사용된 성분의 양, 반응 조건 등을 언급하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은 모든 경우에 "약"이란 용어에 의해 변형되는 것으로 이해되어야 한다.
다양한 숫자의 범위가 본 특허 출원에 기재되어 있다. 이러한 범위들은 연속적이므로 특별히 달리 언급되지 않는 한, 각 범위의 최소 및 최대값 및 이들 사이의 모든 값들을 포함한다. 더우기, 달리 표현하지 않는 한, 본 명세서와 청구범위에 특정된 수치 범위는 그러한 범위를 얻기 위한 측정의 다양한 불확실성을 반영하는 근사치이다.
상기한 바와 같이 그리고 명세서를 통하여 특별히 지적하지 않는 한 다음의 용어는 다음에서 제공하는 의미를 갖는 것으로 이해될 것이다.
"교차-결합"은 새로운 탄소-탄소 또는 탄소-이종원자 결합을 형성시키는 반응, 또는 일련의 반응을 의미한다.
"하이드로카르빌"은 치환체가 수소이거나 탄소와 수소 원자로만 이루어진 것을 의미한다. 당업자가 알고 있듯이 하이드로카르빌은 그 용어가 그 자체로 사용되거나 다른 용어와 함께 사용되는지에 관계없이, 달리 지적되지 않는 한, 정의가 적용된 다음의 경우를 포함한다. "알킬"의 정의는 "아랄킬", "알카릴" 등의 "알킬" 부위 뿐만 아니라 "알킬"에 적용된다.
여기서, "알킬"이란 사슬에 1-25개 탄소원자를 포함하고, 직쇄상 또는 분쇄상의 환상 또는 비환상의 지방족 탄화수소 그룹을 의미한다. 구체적 예로서, 유용한 알킬기는 사슬에 1-12개의 탄소원자를 포함한다. "분쇄상"은 메틸, 에틸 또는 프로필과 같은 하나 이상의 저급 알킬기가 직쇄상 알킬 사슬에 부착되어 있는 것이다. 알킬기는 F, O, N 및 Si로부터 선택되는 하나 이상의 이종원자를 포함할 수 있다. 적절한 알킬기의 비제한적 예로써 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, t-부틸, n-펜틸, 헥실, 헵틸, 노닐, 데실, 사이클로헥실 및 사이클로프로필메틸을 포함한다.
"아릴"은 5-14개의 탄소원자수, 바람직하게는 6-10개의 탄소원자수를 포함하는 방향족 단소환식 또는 복소환식 시스템을 의미한다. 아릴기는 F, O, N 및 Si로부터 선택되는 하나 이상의 이종원자를 포함할 수 있다. 아릴기는 같거나 다를 수 있고, 하이드로카르빌 치환체를 포함할 수 있는 하나 이상의 "고리 시스템 치환체"이다. 적절한 아릴기의 비제한적 예로써 페닐, 나프틸, 인데닐, 테트라하이드로나프틸 및 인다닐을 포함한다.
"아랄킬" 또는 "아릴알킬"은 아릴과 알킬이 상술한 바와 같은 아릴-알킬-기를 의미한다. 몇가지 예로써, 유용한 아랄킬에는 저급 알킬기가 포함된다. 이러한 적절한 아랄킬기의 비제한적인 예로써 아랄킬이 알킬렌기를 통해 노르보넨에 연결된 벤질, 펜에틸 및 나프틸레닐메틸이 포함된다. 몇가지 예로써, 아랄킬기가 F, O, N 및 Si로부터 선택된 하나 이상의 이종원자를 포함할 수 있다.
"사이클릭 알킬" 또는 사이클로알킬은 일반적으로 3-10개의 탄소 원자, 몇가지 예에서는 5-10개의 탄소원자 및 다른 예에서는 5-7개의 탄소 원자를 포함하는 비방향족 단소환식 또는 복소환식 시스템을 의미한다. 사이클로알킬은 같거나 다를 수 있고, 하이드로카르빌 또는 아릴 치환체를 포함하는 하나 이상의 "고리 시스템 치환체"로 치환될 수 있다. 적절한 단소환식 사이클로알킬의 비제한적 예에는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등이 포함된다. 적절한 복소환식 사이클로알킬의 비제한적 예에는 1-데카리닐, 노르보닐, 아다만틸 등이 포함된다.
여기서 사용된 BPin, BCat 및 9-BBN 용어는 다음을 의미한다:
본 발명에 따른 구현예는 탄소-탄소와 탄소-이종원자 결합 형성 반응을 위한 촉매 또는 촉매 시스템을 간단히 제공하기 위한 것이다. 이러한 촉매들은 저렴하고, 상업적으로 입수가능하고 안정한 전구체에 근거한 잇점을 갖고 있다. 또한 산소와 물에 대해 안정하고 어떤 특정 부류의 기질에 사용하기 위한 이러한 교차-결합 반응을 최적화하기 위해 쉽게 변형될 수 있는 구조적 부류의 화합물과 리간드에 기초하며, 비교적 낮은 촉매 농도를 요구하면서 이러한 반응에 사용되기 위한 아릴 클로라이드 기질을 활성화시킬 수 있다.
본 발명에 따른 몇몇 구현예에 따르면 일반적으로 식 I에 의해 표시되는 Pd(팔라듐) 착물이 제공된다:
식 I
여기서 A는 다음의 식 II에 의해 표시되는 비덴테이트 모노음이온성 리간드이고;
식 II
여기서, X와 Y 각각은 독립적으로 O, N 또는 S로부터 선택되고, R1, R2, R3, R4, R5, R6 및 R7은 독립적으로 수소, 메틸, 직쇄상 또는 분쇄상 C2-C10 알킬, C3-C10 사이클로알킬, C7-C20 아랄킬, 또는 C6-C24 아릴 또는 치환된 아릴이며; n은 0, 1 또는 2의 정수이며; NHC는 친핵성 이종환식 카르벤이며; Z는 X 또는 Y가 O 또는 S이고, R1과 R5가 각각 존재하지 않는 경우에 음이온성 리간드이다.
게다가 R2, R3및 이들이 부착된 탄소 또는 R4와 R5 및 이들이 각각 부착된 탄소 및 X는 치환 또는 비치환된 방향족 고리를 형성할 수 있다.
식 I과 식 II의 몇몇 대표예에서, X-Y는 중앙의 금속 원자로 동일 리간드 내에서 두개의 결합 위치로부터 결합의 존재에 의해 특징화된 킬레이트와 같은 비덴테이트 모노 음이온성 리간드, 또는 중앙의 금속 원자로 동일 리간드 내에서 두개의 결합 위치로부터 결합의 존재에 의해 특징화되고, 결합중 하나는 용매에 의해 쉽게 깨져서 음이온성 기의 한 말단에 금속 중심이 결합되도록 하여 금속 중앙에 빈 배위 부위를 생성하는 킬레이트와 같은 헤미 불안정한(hemiliable) 기 또는 리간드이다. NHC는 친핵성 복소환식 카르벤, 즉 금속 중심에 전자 밀도를 제공할 수 있는, 전자쌍을 제공하는 종이다. Z는 Cl, Br, I, OAc, OMs, OTf, OTs, O2CCF3, 아세틸아세토네이트(acac), 트리플루오로아세틸아세토네이트, 헥사플루오로아세틸아세토네이트(hfacac); 디벤조일메타네이트(dbm), 벤조일아세토네이트(bac) 및 테트라메틸헵탄디오네이트(tmhd)로부터 선택된다.
식 II에서 비덴테이트 음이온성 종 X-Y-는 중성의 종 HX-Y로부터 생성된다. X와 Y기는 R1 내지 R5가 상술한 바와 같을 때, O, N 또는 S로부터 선택된다. 하기 식에서 예시적인 X-Y 리간드는 β-디케토네이트(O-O), β-디케티미네이토(N-N), β-케티미네이토(N-O) 및 Schiff 염기 (N-O) 리간드이다. 따라서, 비덴테이트 음이온성 종은 하기와 같이 호변체 형태로 존재한다.
본 발명의 다른 구현예에서 비덴테이트 음이온성 X-Y는 다음으로부터 선택된다:
여전히 다른 예에서 비덴테이트 음이온은 다음의 트로포론 유도체 또는 어떤 달리 적절하게 치환 또는 비치환된 하이드로카르빌의 유도체 중 하나이다.
본 발명의 몇가지 구현예에서 팔라듐원과 X-Y원은 Pd(acac)2, 비스(트리플루오로아세틸아세토네이트)Pd, 비스(헥사플로오로아세틸아세토네이트)Pd; 비스(디벤조일메타네이트)Pd, 비스(벤조일아세토네이트)Pd, 비스(테트라메틸헵탄디오네이트)Pd 또는 비스(트로포로네이토)팔라듐(II)로부터 선택된다.
본 발명의 몇가지 구현예에서, 친핵성 복소환식 카르벤(NHC)은 식 A, B 또는 C로부터 선택된다.
여기서, R8은 독립적으로 수소, 알킬, 치환 알킬, 사이클로알킬, 치환 사이클로알킬, 아릴 또는 치환된 아릴로부터 선택된다.
몇가지 구현예에서, 식 C의 R8은 메틸, 에틸, 이소프로필, 이소부틸, tert-부틸, 사이클로헥실, 노르보닐, 아다만틸, 2,6-디메틸페닐, 2,4,6-트리메틸페닐, 2,6-디이소프로필페닐 또는 2-메틸페닐로부터 선택된다.
여전히 본 발명에 따른 다른 예에서, NHC가 IMes(N,N'-비스(2,4,6-트리메틸페닐)이미다졸)-2-일이덴), sIMes(N,N'-비스(2,4,6-트리메틸페닐)-4,5-디하이드로이미다졸)-2-일이덴), IPr(N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)이미다졸)-2-일이덴), sIPr(N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-4,5-디하이드로이미다졸)-2-일이덴), IAd(N,N'-비스(아다만틸)이미다졸-2-일이덴), ICy(N,N'-비스(사이클로헥실)이미다졸-2-일이덴) 또는 ItBu(N,N'-비스(tert-부틸)이미다졸-2-일이덴)으로부터 선택되는 경우, 카르벤 부위는 (NHC)Pd(acac)2, (NHC)Pd(acac)Cl, (NHC)Pd(hfacac)2, (NHC)Pd(hfacac)Cl, (NHC)Pd(dbm)2, (NHC)Pd(dbm)Cl, (NHC)Pd(tmhd)2, (NHC)Pd(tmhd)Cl, (NHC)Pd(bac)2, 또는 (NHC)Pd(bac)Cl로부터 선택된다.
본 발명의 다른 구현예에서, 특정 착물, (IPr)Pd(acac)2, (Pd 착물 1) 및 (IPr)Pd(acac)Cl (Pd 착물 2)는 부크왈드-하트위그 아릴 아민화 반응 및 α-케톤 아릴화 반응에 있어서 촉매적 활성을 나타낸다.
보고된 (PPh3)Pd(acac)2와 비교하여, NHC-함유 유사체는 다음의 반응식 1에 공정에 의해 합성된다. 건조 톨루엔 내에서 실온에서 유리 카르벤 IPr과 Pd(acac)2를 직접 반응시켜 매우 고수율로 황색 분말 형태의 (IPr)Pd(acac)2(Pd 착물 1)을 얻었다. 착물 내에 한개의 산소-킬레이트화 리간드와 한개의 C-결합 리간드가 존재하는 것이 13C와 1H NMR 두가지를 통해 확인되었다. 13C NMR 스펙트럼에서 160ppm 이상에서 6개의 다른 시그널: 207.5(C-결합 acac), 192.9, 188.1, 185.6, 183.3(카르보닐 카본) 및 161.2(카르베닉 카본)이 관찰되었다. 1H NMR 스펙트럼에서 4개의 메틸-양자 싱글렛(singlet) 시그널이 각각 2.63, 2.01, 1.63 및 1.31에서 5.90 및 4.78의 두개의 시그널과 함께 관찰되었다. 가장 낮은-필드 메틸 피크는 가장 낮은-필드 메테닉 하이드로겐과 함께 탄소-결합된 acac에 부여되는 한편, 다른 3개의 시그널이 산소-킬레이팅 리간드에 부여된다. PPh3 유사체가 자유 회전으로 인해, 탄소 결합 리간드의 메틸에 대해 오직 하나의 피크를 보였음이 주목된다. 입체적으로 요구하는 NHC 리간드는 이러한 회전을 억제함이 분명하다. 리간드의 분해는 결정 구조가 X-선 회절에 의해 분해되었을 때 명백히 부여된다. 팔라듐 중심 주위의 네모난 평면 형태가 거의 꼬임없이 관찰될 수 있다. 예측했던 대로 Pd-C 카르벤 간격은 Pd-C 단일결합의 범위내이다. NHC의 반대 Pd-O 결합은 강한 트란스 효과 때문에 다른 Pd-O 결합에 비교하여 길어진다.
반응식 1. (IPr)Pd(acac)2 (Pd 착물 1)을 유도하는 합성경로
4-클로로톨루엔과 모르포린의 결합을 위해 50℃에서 용매로서 DME와 염기로서 KOtBu를 이용하여, 부크왈드-하트위그 반응에 대한 Pd 착물 1의 활성을 실험한 결과 적당한 촉매 활성을 나타내었다 (1 몰% 촉매 로딩으로 1시간 내에 43% 생산). 염기로써 NaOtBu를, 용매로써 톨루엔을 사용하여 60℃에서 4-클로로톨루엔과 프로피오페논을 결합시킬 때 동일하게 적당한 활성을 나타내었다. 1몰% 촉매 로딩을 이용하여 완료될 때까지 반응이 2시간 걸렸다. 착물을 촉매작용에서 활성을 증가시키기 위한 아이디어로 변형시켰다.
일련의 산화 부가-환원 제거 반응을 제안하면서 (PPh3)Pd(acac)2와 벤조일 클로라이드의 반응으로 새로운 종인 (PPh3)Pd(acac)Cl을 생성하는 것이 보고되었다. 유사한 방법으로, Pd 착물 1을 1당량의 HCl과 실온에서 반응시켜 거의 정량적 수율로 황색 분말 형태의 새로운 종 (IPr)Pd(acac)Cl(Pd 착물 2)를 생성한다(반응식 2). C-결합 리간드의 손실은 다시 명확하게 NMR에 의해 입증된다. 1H NMR에서 단지 한개의 acac 리간드가 한개의 수소에 대한 5.12에서 싱글릿과 두개의 메틸릭 싱글릿(1.84, 1.82)에서 부여될 수 있는데 반해, 13C NMR에서 단지 두개의 카르보닐 카본(187.1, 184.1)과 카르베닉 카본(156.4)이 나타난다. 다시, 구조적 특징들이 구조가 단결정 X-선 분절에 의해 결정될 때 명확히 부여되었다. 이러한 착물에 대해 Pd-O 간격은 좀 더 유사한 반면(2.036, 2.044Å) 팔라듐 중심 주위의 사각 평면 배위는 약간 더욱 뒤틀려진다.
반응식 2. (IPr)Pd(acac)Cl(Pd 착물 2)을 유도하는 반응 경로
어느 한 이론에 얽매인 것은 아니지만, Pd 착물 1의 형성과 이어지는 Pd 착물 2의 형성은 하기 반응식 3에 도시된 경로에 의해 이루어지는 것으로 생각된다. 팔라듐에 의한 입체적으로 요구하는 IPr의 배위는 η2-O,O-킬레이트로부터 O-모노덴테이트 형태로 하나의 acac 리간드의 전이, 이어서 π-하이드로옥소알릴 형태로부터 C-결합 형태로 변형되어 수행된다. 따라서, HCl이 착물 1로 산화적 부가되고 이어서 acacH를 환원적 제거함으로써 착물 2를 생산하게 된다.
반응식 3. Pd 착물 1과2의 형성을 위한 제안된 메카니즘
이미 언급된 조건에서 모르포린과 4-클로로톨루엔을 부크왈드-하트위그 결합 반응시키기 위한 Pd 착물 2의 활성을 시험했다. 1몰%의 착물 2를 이용하여 결합반응이 단지 30분 내에 97%의 수율로 이루어졌다 (표1, 엔트리 1, 분리된 수율). 반응시간이 증가된 경우 실온에서 또는 낮은 촉매 로딩(0.1몰%)을 이용하여 생성물이 좋은 수율로 이롭게 얻어질 수 있다.
촉매로써 Pd 화합물 2을 사용하여 아릴 클로라이드를 아민화한 결과는 표 1에 나타낸 바와 같다. 다양한 기질에 대해 실험하였다: 헤테로아로마틱 (엔트리 2), 입체적으로 요구되는 것 (엔트리 3) 및 불활성화 클로라이드 (엔트리 4). 입체적으로 요구하는 디부틸아민을 4-클로로톨루엔과 결합시키기 위해서는 더 긴 시간이 필요하고 (엔트리 5), 아릴 클로라이드의 탈할로겐화가 관찰된 유일한 반응이었다 (GC로 3%). 1급 아민으로 시작되는 비대칭적 3급 아민의 합성이 도전의 여지가 있으므로 아닐린과 2-클로로피리딘 사이의 반응이 조사되었다. N,N-비스(2-피리딜)아미노 리간드, 특히 아릴 클로라이드와의 한 반응기내의 합성은 이러한 화합물이 참여할 수 있는 적용처의 수 때문에 매력적이다: C-C 결합 형성, 균일 및 불균일 촉매작용, DNA 결합 및 비선상 광학 물질. 이중 피리딜화 생성물의 형성이 2.1 당량의 클로라이드가 사용될 때 좋은 수율로 관찰되었다 (엔트리 6).
표1. Pd 착물 2를 이용한 아릴 클로라이드의 부크왈드-하트위그 아릴 아민화
1 평균 2회 운전후 분리된 수율
2 2.1 당량의 아릴 콜로라이드가 사용됨
부크왈드-하트위그 반응에 대하여, Pd 착물 2는 Pd 착물 1보다 α-케톤 아릴화 반응에 대해 더욱 효과적으로 수행하였다. 프로피오페논과 4-클로로톨루엔(표 2, 엔트리 1)의 결합에 걸리는 시간은 반으로 감소하였다. 게다가 Pd 착물 2를 사용함으로써 아릴-아릴 및 아릴-알킬 케톤과 다양한 아릴 클로라이드와의 결합이 유리하게 얻어졌다.
표 2. Pd 착물 2를 이용한 아릴 클로라이드와의 α-케톤 아릴화 반응
1 평균 2회 운전후 분리된 수율
Pd 착물 2가 Pd 착물 1보다 활성이 더 높으므로 (IPr)Pd(acac)2 중간체를 분리할 필요없이 Pd 착물 2를 합성하는 편리성이 바람직할 것이다. 이를 위해 착물 2의 다중그램 원-폿(one-pot) 합성이 개발되었고, 아래의 반응식 4에 요약되어 있다. 실온에서 건조 1,4-디옥산에서 자유 카르벤 IPr과 Pd(acac)2의 반응과 이어지는 동몰양의 HCl의 부가는 바람직한 생성물의 형성을 유도한다.
반응식 4. (IPr)Pd(acac)Cl(Pd 착물 2)의 합성을 위한 원-폿 프로토콜
본 발명의 몇가지 구현예에서, Pd 착물 2의 생성은 아래의 반응식 5에서 나타낸 반응 경로에 의해 얻어질 수 있다. 이 방법에서 이미다졸륨 염(N,N'-비스(2,6-디이소프로필 페닐)이미다졸륨 클로라이드)은 그대로 Pd(acac)2 착물에 의해 탈보호되어 금속 중심에 결합된 NHC, acac 부위를 대체한 클로라이드 음이온 및 자유 아세틸아세토네이트를 생성하게 된다. 유리하게도 이러한 합성 방법은 자유 NHC의 분리를 요하지 않고 생성물은 허용 가능한 공기-안정성을 나타낸다.
반응식 5. Pd(acac)2와 NHC·HCl로부터 Pd 착물 2의 합성을 위한 원-폿 프로토콜
반응식 5의 방법으로 형성된 Pd 착물 2의 활성은 아릴 브로마이드와 클로라이드의 N-아릴 아민화에 대해 평가되었고 표 3과 같다.
표 3. 아릴 보로마이드와 클로라이드의 N-아민화
a 반응조건: 아릴 할라이드(1mmol), 아민(1.1mmol), (IPr)Pd(acac)Cl(1 mol%), KOtBu(1.1mmol), DME(1mL)
b 평균 2회 운전 후 분리된 수율
전체적으로 본 촉매 시스템은 활성화된(엔트리 1), 중성의(엔트리 2) 및 불활성화된(엔트리 3) 브로마이드와 환식 디알킬아민에 대해 좋은 효율을 나타내었다. 나머지 뒷번호의 엔트리의 경우, 메톡시 그룹의 바람직하지 못한 전자적 효과와 이러한 그룹의 오르쏘-치환의 추가적인 입체 장애의 결합은 활성의 손실을 일으키지 않는다. 엔트리 4에서 보여지듯이, 전통적으로 결합하기 좀 더 쉬운 2급 디알킬아민은 우수한 수율로 o-브로모톨루엔과 반응하였다.
입체적으로 기질을 방해하기 위한 본 발명에 따른 Pd 착물의 인내성을 더욱 실험하기 위해 2,6-디이소프로필아니린과의 반응을 실시하였다. 트리- 및 심지어 테트라-오르쏘-치환된 디아릴아민이 부드러운 반응 조건(엔트리 5와 6) 하에서 이롭게 얻어졌다. 또한 덜 반응성을 갖는 아릴 클로라이드의 반응성을 실험하였고, 엔트리 8에서 보여지듯이, 심지어 불활성의 클로라이드가 입체적으로 장애를 갖는 아민과 결합될 수 있다. 브로마이드에서 관찰되었듯이 특히 방해된 기질이 합리적인 반응시간 내에 클로라이드를 이용하여 좋은 수율로 얻어질 수 있다 (엔트리 9-11). 마지막으로 1- 및 2-나프틸아민의 합성이 관찰되었다. 이러한 화합물은 홀 전달 물질 또는 광활성 발색단으로 잘 알려져 있고, 많은 저해제 중에서 파마코포어(pharmacophore)로서 중요한 역할을 한다. 본 발명의 촉매 시스템의 구현예는 부드러운 조건하에서 좋은 수율로 나프틸아민을 형성하는 이러한 기질의 빠른 결합을 제공한다(엔트리 7, 12 및 13).
복소환식 부위는 생물학적으로 활성인 분자 내에서 널리 나타내어진다. 따라서, 복소환식 할라이드 및 특히 헤테로아로마틱 할라이드가 크게 관심있는 결합 파트너이다. 표 4는 이러한 복소환식 아릴 브로마이드와 클로라이드로부터 얻어진 결과를 나타낸다. N-, O- 및 S-함유 복소환식 할라이드에 대한 본 발명의 촉매 시스템의 구현예들의 반응성을 실험하였다. O- 및 S-함유 복소환식 할라이드를 몇가지 아민과 반응시키기 위한 시도는 성공적이지 못했지만 N-함유 복소환식 할라이드는 적절한 결합 파트너인 것으로 밝혀졌다. 따라서, 2-할로피리딘은 상당히 짧은 반응시간동안 2급 환상 아민(엔트리 1과 2), 2급 아싸이클릭 아민(엔트리 6) 및 아닐린(엔트리 7)과 반응하였다. 2-할로피리딘과 비교할 때 상당히 불활성인 3-할로피리딘과 퀴놀린은 유리하게도 고수율로 결합된다(엔트리 3-5 및 8). 더우기 피페리딘과 3-할로피리딘의 결합은 비슷한 반응 시간으로 성공적이었다(엔트리 3과 4).
표 4. N-함유 복소환식 할라이드의 N-아릴 아민화
a 반응조건: 아릴 할라이드(1mmol), 아민(1.1mmol), (IPr)Pd(acac)Cl 1(1 mol%), KOtBu(1.1mmol), DME(1mL)
b 평균 2회 운전후 분리된 수율
단지 몇개의 시스템만이 장애 아릴 클로라이드를 이용하여 잘 수행할 수 있음이 알려져 있으므로, 본 발명에 따른 구현예의 Pd 착물의 반응성 프로필을 더욱 관찰하기 위해 케톤의 α-아릴화의 효율을 실험하였다.
표 4의 N-아릴 아민화 반응을 위해 사용되는 본 발명의 동일한 촉매화 시스템 구현예를 우선적으로 평가하였다. 이러한 공정을 적용하여, 클로로벤젠과 프로피오페논 사이의 반응이 3시간 후에 완성되었다. 반응 과정에서 용매와 염기의 특성 외에 입체화학이 중요한 인자이다. 표 5는 다른 아릴 할라이드와 몇가지 케톤의 결합 결과를 보여준다. 엔트리 3과 4에 의해 알 수 있듯이, 중성 및 활성화된 아릴 클로라이드는 프로피오페논과 빨리 반응하였다. 예상되었듯이, α-테트라론과 같이 덜 반응성을 갖는 케톤은 완전히 전환하는데 더 많은 시간이 필요하였다 (엔트리 5 및 6). 오르쏘-치환 2-클로로- 및 2-브로모톨루엔과 같은 입체적 장애 할라이드의 결합은 아세토페논(엔트리 1과 2) 및 α-테트라론(엔트리 10) 둘 다와 효과적으로 반응하였다. 본 발명에 따른 구현예의 촉매 시스템은 비교적 짧은 시간 내에 실현된 고수율로 불활성화된 입체적으로 요구되는 아릴 클로라이드의 결합을 활성화하기 위해 효과적으로 제공된다(엔트리 7).
표 5. 아릴 클로라이드와 브로마이드의 α-케톤 아릴화 반응
a 반응조건: 아릴 할라이드(1mmol), 케톤(1.1mmol), (IPr)Pd(acac)Cl 1(1 mol%), NaOtBu(1.5mmol), 톨루엔(1mL)
b 평균 2회 운전 후 분리된 수율
촉매 시스템 구현예의 호환성이 부크왈드-하트위그 반응에서 이미 지적되었듯이 상당한 장애 기질에 대한 이의 높은 인내성이 돋보이는 디-오르쏘-치환된 기질에서 발견되었다. 추가되는 장점으로서 이종방향족 케톤은 활성의 손실없이 α-아릴화되었다 (표 5, 엔트리 11). 마지막으로 폴리아로마틱 할라이드의 결합 파트너로서의 용도를 실험하였고, α 위치에서의 1-나프틸, 2-나프틸 및 4-비페니릴 부위 각각을 포함하는 3개의 프로피오페논이 거의 정량적 수율로 얻어졌다 (표 5, 엔트리 12-14). 이러한 생성물은 실리카겔 상에서 컬럼 크로마토그라피에 의해 정제없이 분리되는 잇점이 있다. 알칸에서의 생성물의 낮은 용해도의 잇점을 고려하여 단순한 펜탄 세척 후 여과는 Pd-촉매화된 교차-결합 반응에 의해 형성된다는 것이 처음으로 입증되는 것으로 여겨지는 순수한 화합물 12, 13 및 14를 분리하기에 충분하였다.
추가적으로 본 발명의 촉매 시스템 구현예는 기능화된 노르보넨 모노머 기질을 C-C 또는 C-X 결합 형성을 통해(여기서 형성된 C-C 결합은 알킬-알킬, 알킬-아릴, 및 알킬-아랄킬로 간주되는) 다른 유용한 노르보넨(NB) 모노머를 형성하기 위한 합성 신톤(synthon)으로서 이용하는 합성 전략의 개발에 유용하다. 기질로서 유용한 종의 예시는 다음의 모노머, D, E 및 F 중 하나로부터 선택될 수 있다:
여기서 n은 0 또는 1, m은 0-5로부터 선택되고, FG(기능기)는 다음의 반응 실시예 부분에서 반응의 어떠한 것에 대해서 기술되어 있듯이, 금속(예를 들어 B, Li, Mg, Al, Zn, Si, Zr 또는 Sn에 제한되지 않고), Y 그룹, X 그룹 또는 이들의 조합의 어느 것으로부터 선택된다. 하나의 바람직한 비제한적 예에서, FG는 Cl, Br, I, OTf, OMs, OTs, ZnBr, MgBr, SiF3, Si(OR)3, B(OH)2, Bcat, 9-BBN, Bpin, 케톤, 알데히드 또는 아민으로부터 선택된다.
본 발명의 촉매 시스템 구현예에 적용될 수 있는 예시적인 유기 반응은 촉매화된 전이 금속 또는 전이 금속-촉매화된 결합 반응으로부터 선택될 수 있다. 좀더 구체적으로 전이 금속-촉매화된 반응의 예는 수주키, 수주키-미야우라, 무라하시, 구마다, 구마다-코루이, 구마다-타마오, 노자키, 노자키-오시마, 네기시, 히야마, 타마오-구마다, 히야마-하타나카, 스티레, 미기타-코수기, 부크왈드-하트위그, 무라하시, 시안화, α-"카르보닐" 아릴화, 소노가시라, 카디오트-쵸드키에위쯔, 헤크 반응, 촉매적 에테르 형성, 케톤의 촉매적 α-아릴화, 촉매적 티오에테르 형성 반응이다.
모노머 D, E 또는 F중 어떤 것도 예를 들어 Pd(NHC)(acac)Cl과 같은 본 발명의 촉매적 시스템 구현예의 존재하에서 적당한 시약 및 적당한 첨가제와 반응시켜 교차-결합된 생성물을 생성시킬 수 있다.
본 발명의 구현예는 Pd 전구체로서 Pd(acac)2를 이용하여 새로운 NHC-함유 팔라듐 착물을 합성하기 위해 제공되는 것으로 보여진다. Pd 착물 2의 구현예는 매우 부드러운 조건에서 짧은 반응 시간을 나타내는 등, 부트왈드-하트위그 반응과 α-케톤 아릴화에 대해 높은 활성을 나타낸다.
다른 구현예에서 식 I과 II의 공기- 및 습기-안정성 팔라듐 착물이 고수율로 멀티그램으로 제조되고 이의 활성은 이의 모듈 X-Y, PR3 및 NHC 리간드 모티브에 기초한 반응에 대해 최적화된다.
따라서, 본 발명의 촉매는 다양한 종류의 반응에 유용하다. 본 발명의 촉매가 사용될 수 있는 반응식의 비제한적인 예는 다음의 반응을 포함한다.
반응 예:
오가노보론
(수주키-
미야우라
또는 수주키 반응)
여기서, R과 R'는 독립적으로 아릴, 헤테로아릴, 알케닐 또는 알킬이고, R은 추가적으로 알키닐일 수 있고; Y는 (OH)2 또는 (OR")2, 여기서 R"는 C1 내지C3 알킬; (O(R"')O) (여기서 R"'는 [C(CH3)2]2, [(CH2)-C(CH3)2-(CH2)],에틸, 프로필 또는 9-BBN 중 하나이고;R"3Z*(여기서 R"는 C1-C3 알킬이고, Z*=Li+, Na+ 또는 K+);[(OR")3Z*](여기서 R" 및 Z*는 상술한 바와 같다); [(OMe)(9-BBN)Z*](여기서 Z*는 상술한 바와 같다); 또는 (F3Z*)(여기서 Z*는 Li+, Na+, K+ 또는 (NBu4)+); 및 X는 I, Br, Cl, OTf, OTs, OMs, OP(O)(OPh)2 또는 N2BF4이다.
오르가노리튬
(
무라하시
반응)
여기서 R과 R'는 상술한 바와 같고 X는 I, Br 또는 Cl이다.
오르가노마그네슘
(구마다 또는 구마다-
코루이
또는 구마다-
타마오
반응)
여기서 R과 R'는 상술한 바와 같고; Y는 Cl, Br 또는 I이며; X는 I, Br, Cl, OTf, OTs, Oms, OC(O)NZ2이다 (여기서 Z는 알킬 또는 OAc).
오르가노알루미늄
(
노자키
또는
노자키
-
오시마
또는
네기시
반응)
여기서 R은 알케닐 또는 알킬이고, R'는 아릴, 헤테로아릴, 알케닐, 알키닐 또는 알킬;X는 I, Br, Cl, OAc, OAlMe2, OSiMe3, OTf, OP(O)(OPh)2 또는 OP(O)(OEt)2; Y는 (OR")2 또는 R"3Z(여기서 R"는 알킬이고 Z는 Li+, Na+ 또는 K+이다.
오르가노징크
(
네기시
반응)
여기서 R과 R'는 독립적으로 아릴, 헤테로아릴, 알케닐, 알키닐 또는 알킬이고, R'는 추가적으로 C(O)R"'일 수 있고(여기서 R"'은 알킬임); X는 I, Br, Cl, OTf, ONf, OTs, OAc, SO2Ph, 또는 SMe; Y는 I, Br, 또는 Cl이다.
오르가노실리콘
(
히야마
또는
타마오
-구마다 또는
히야마
-
하타나카
반응)
여기서 R과 R'는 독립적으로 아릴, 헤테로아릴, 알케닐 또는 알킬이고 R은 추가적으로 알키닐일 수 있고; X는 I, Br, Cl, OTf, ONf, 또는 N2BF4이며; Y는 R"'3 또는 (OR"')3 또는 HR"'2이며(여기서 R"'는 C1 내지 C3 알킬임); RIV 3 - nFn 또는 RIV 3 -n(OH)n(여기서 RIV는 알킬 또는 아릴이고 0≤n≤3임); RV 3 -n(ORVI)n(여기서 RV 및 RVI는 알킬이고 0≤n≤3임);RVII 3 - nRVIII(여기서 RVII은 알킬이고 RVIII은 헤테로아릴이며 0≤n≤3임); F4Z(여기서 Z는 Li+, Na+, K+ 또는 (NBu4)+; F5Z2(여기서 Z는 Li+, Na+, K+ 또는 (NBu4)+;(ORIX)4Z(여기서 RIX는 알킬이고 Z는 Li+, Na+, K+ 또는 (NBu4)+임) 중 하나이다.
오르가노지르코늄
(
네기시
반응)
여기서 R과 R'는 독립적으로 알케닐이고 R'는 추가적으로 아릴 일수 있고; X는 I 또는 Br이며; Y는 (Cp)2Cl이다.
오르가노틴
(
스티레
또는
미기타
-
코수기
반응)
여기서 R과 R'는 독립적으로 아릴, 헤테로아릴, 알케닐, 알키닐 또는 알킬이고 R'는 추가적으로 C(O)R"' 또는 C(N)R"'(여기서 R"'는 알킬임); X는 I, Br, Cl, OTf 또는 I+Ph(OTf)-; Y는 Me3, Bu3, RIVZ2(여기서 Z는 Cl이고 RIV는 알킬임) 또는 RVRVI2(여기서 RV는 (CH2)2OMe이고 RVI는 알킬임)이다.
아민(
부크왈드
-
하트위그
반응)
여기서 R과 R'는 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 아릴 또는 헤테로아릴이고(N과 인트라 사이클릭, 피롤, 인돌 또는 카르바졸임); C(O)R"'(여기서 R"'는 수소, 알킬 또는 아릴임); CO2RIV(여기서 RIV는 알킬임); C(O)NRV 2 (여기서 RV는 수소, 알킬 또는 아릴); SO2RVI(여기서 RVI는 아릴); =S(O)RVII 2(여기서 RVII는 알킬 또는 아릴); =CPh2, N=CPh2, SiPh3 또는 Li; R"는 아릴, 헤테로아릴, 알케닐 또는 알킬(X가 OH인 경우); X는 I, Br, Cl, OH(R"가 알킬인 경우), OTf, ONf, OTs 또는 OSO2Ph이다.
알코올(
부크왈드
-
하트위그
반응)
여기서 R은 알킬, 아릴, 알케닐 또는 SiR3 (여기서 R은 알킬(상기 알코올의 경우 대응하는 알콕사이드 염(예를 들어 Li, Na 또는 K)이 적용될 수 있다); R'는 아릴 또는 헤테로아릴; X는 Br 또는 Cl이다.
티올
(
무라하시
반응)
여기서 R과 R'는 독립적으로 아릴이고 R은 추가적으로 알킬일 수 있고 Si(iPr)3; X는 I, Br, Cl, OTf 또는 OTs이다.
시안화
여기서 [CN]은 KCN, NaCN, ZN(CN)2, (CH3)2C(OH)(CN), Me3Si(CN) 또는 K4[Fe(CN)6]; X는 I, Br, Cl 또는 OTf; R은 아릴 또는 헤테로아릴이다.
탈할로겐화
여기서 R은 아릴 또는 헤테로아릴; X는 I, Br 또는 Cl이다.
α-"카르보닐"
아릴화
여기서 R1은 알킬, 아릴, 헤테로아릴, OR5(여기서 R5는 알킬); NR6 2(여기서 R6는 알킬 또는 아릴); R2, R3는 독립적으로 H, F, 알킬, N=CPh2, 아릴 또는 CO2R7(여기서 R7은 알킬); X는 I, Br, Cl, 또는 OTf; R4는 아릴, 헤테로아릴 또는 알케닐이다.
알킨
(
소노가시라
반응)[R"=
알키닐
, 소위
카디오트
-
쵸드키에위쯔
반응]
여기서 R은 아릴, 헤테로아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬, SiR"'3(여기서 R"'은 알킬 또는 O(알킬)임);SiRivRV 2(여기서 Riv는 알킬이고 RV는 아릴이거나, RIV는 OH이고 RV는 알킬임); R'는 H, SiRVI 3(여기서 RVI는 알킬); X는 I, Br, Cl 또는 OTf; R"는 아릴, 헤테로아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬 또는 C(O)RVII(여기서 RVII는 알킬임)이다.
알켄
(
케크
반응)
여기서 R1, R2, R3는 독립적으로 H, F, 헤테로아릴, 알케닐, 알키닐, 알킬, C(O)R5(여기서 R5는 H, 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴); S(O)R6(여기서 R6는 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴); CO2R7(여기서 R7은 H, 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴); CN; OR8(여기서 R8은 알킬 또는 아릴); SR9(여기서 Z는 알킬 또는 아릴); SiR10 3(여기서 R10은 알킬 또는 아릴); SnR11 3(여기서 R11은 알킬 또는 아릴); NR12 2(여기서 R12는 H, 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴); NO2; PR13 2(여기서 R13은 알킬 또는 아릴); P(O)R14 2(여기서 R14는 알킬 또는 아릴); X는 I, Br, Cl, C(O)Cl, CO2(CO)R15(여기서 R15는 알킬); CO2R16(여기서 R16은 H 또는 아릴); OTf;ONf;OTs; SO2Cl; OP(O)(OPh)2; OP(O)(OEt)2; N2BF4; BiPh3 +BF4; 또는 I+Ph(Z)-(여기서 Z는 OTf, BF4); R4는 아릴, 헤테로아릴 또는 알케닐이다.
1H 및 13C 핵자기 공명 스펙트럼은 달리 지적되지 않는 한 CDCl3 내에서 실온에서 배리언-300 또는 배리언-400 MHz 분광계 (Cambridge Isotope Laboratories, Inc) 상에서 기록되었다. 필수적인 분석은 Robertson Microlit Laboratories, Inc., Madison, NJ에서 이루어졌고, IPr·HCl은 문헌의 공정에 따라 합성되었다.
실시예 1: (IPr)Pd(acac)2(Pd 착물 1)의 합성
글러브 박스내에 자성막대가 설치된 Schlenk 플라스크를 유리 카르벤 IPr(855 mg, 2.2mmol), Pd(acac)2 (609mg, 2mmol) 및 건조 톨루엔 (30mL)로 채우고 고무 캡으로 밀봉하였다. 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 용매를 진공에서 증발시키고, THF (25mL)를 첨가하였다. 용액을 여과하고, THF (2×5 mL)로 고체를 세척하였다. 용매를 진공에서 증발시키고; 착물을 냉각 펜탄 (25 mL)로 분말화하고 용액을 여과하였다. 클로로포름/펜탄 혼합물(25/75)에서의 재결정으로 원하는 화합물 1.28g (93%) 을 얻었다.
실시예 2: (IPr)Pd(acac)Cl(Pd 착물 2)의 원-폿 합성
글러브 박스내에 자성막대가 설치된 Schlenk 플라스크를 유리 카르벤 IPr(2.73 mg, 7mmol), Pd(acac)2 (1.53mg, 5mmol) 및 건조 톨루엔 (50mL)로 채우고 고무 캡으로 밀봉하였다. 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 그 후, 디옥산 내의 1.25 mL의 HCl 4M을 용액에 주입하고 혼합물을 실온에서 2시간 더 교반하였다. 용매를 진공에서 증발시키고, 디에틸 에테르를 더 이상의 고체가 용해되지 않을 때까지 (20 mL) 첨가하였다. 용액을 여과하고, 디에틸 에테르 (2×10 mL)로 고체를 세척하였다. 용매를 진공에서 증발시키고 진공하에서 하룻밤 유지하여 분말을 얻음으로써 원하는 화합물 2.85g (90%)을 얻었다.
실시예 3: (IPr)Pd(acac)Cl(Pd 착물 2)의 원-폿 합성
글러브 박스내에 자성막대가 설치된 Schlenk 플라스크를 이미다졸륨 염 IPr·HCl(2.96 g, 7mmol), Pd(acac)2 (1.53mg, 5mmol) 및 건조 디옥산 (100mL)로 채웠다. 플라스크를 글로브 박스 밖으로 꺼내서 6시간 동안 자성 교반기 위의 100℃ 오일 배쓰안에 위치시켰다. 그 후, 용액은 고체가 남아있지 않고 깨끗해 보였다. 용매를 진공에서 증발시키고, 디에틸 에테르를 더 이상의 고체가 용해되지 않을 때까지 첨가하였다. 용액을 여과하고, 디에틸 에테르 (2×10 mL)로 고체를 세척하였다. 용매를 진공에서 증발시키고 황색 분말의 원하는 화합물 2.99g (95%)을 얻었다.
실시예
4-9
교차 결합 반응들: 아릴 클로라이드와 1급 및 2급 아민의 부크왈드-하트위그반응
실시예 6-11 각각에서는 다음의 과정이 특정 아민과 아릴 클로라이드가 적용되는 경우에 사용되었고, 이러한 실시예들에서 형성된 생성물은 표 1에 기재되어 있다.
글로브 박스 내에 2 (1mol%, 6mg) 포타슘 tert-부톡사이드 (1.1 mmol, 124mg)과 DME (1 mL)를 교대로 자석 막대가 장치된 바이알에 첨가하고 격벽이 설치된 나사 캡으로 밀봉시켰다. 글로브 박스 외부에서 아민 (1.1 mmol)과 아릴 클로라이드 (1 mmol)를 교대로 격벽을 따라 주입하였다. 그 다음 바이알을 50℃ 오일 배쓰 내에 위치시키고, 교반 플레이트 상에서 혼합물을 교반시켰다. 반응을 가스 크로마토그래피로 모니터하고, 반응이 완료되었을 때 또는 더 이상의 전환이 관찰되지 않을 때, 바이알을 실온까지 냉각시켰다. 반응 혼합물에 물을 첨가하고 유기층을 디에틸 에테르로 추출하고 마그네슘 설페이트 상에서 건조시켰다. 그 다음 용매를 진공에서 증발시키고, 필요하면 생성물을 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피로 정제하였다 (펜탄/에틸 아세테이트: 9/1). 보고된 수율은 2회 평균 값이다.
실시예 4: 4-(4-메틸페닐)모르포린 (표 1, 엔트리 1). 표제 화합물 171 mg(97%)을 얻었다.
실시예 5: 4-(2-피리디닐)모르포린 (표 1, 엔트리 2) 표제 화합물 160 mg (98%)를 얻었다.
실시예 6: 4-(2,6-디메틸페닐)모르포린 (표 1, 엔트리 3) 표제 화합물 170 mg (90%)를 얻었다.
실시예 7: 4-(4-메톡시페닐)모르포린 (표 1, 엔트리 4) 표제 화합물 190 mg (99%)를 얻었다.
실시예 8: N,N-디부틸-p-톨루이딘 (표 1, 엔트리 5) 표제 화합물 207 mg (95%)를 얻었다.
실시예 9: N-페닐-N-(피리딘-2-일) 피리딘-2-아민 (표 1, 엔트리 6). 2-클로로피리딘 (2.1mmol, 197μL), 아니린 (1mmol, 93μL), KOtBu (2.2mmol, 248 mg), (IPr)Pd(acac)Cl (1 mol%, 12.6 mg) 및 DME (2mL)로부터 표제 화합물 230 mg (93%)를 얻었다.
실시예
10-15
알킬 또는 아릴 케톤의 α-케톤 아릴화
실시예 12-17 각각에서는 특정 케톤과 아릴 클로라이드가 적용된 경우 다음의 공정이 이용되었고, 이러한 실시예에서 형성된 생성물은 표 2에 기재되어 있다.
글로브 박스 내에 2 (1mol%, 6mg) 소듐 tert-부톡사이드 (1.5 mmol, 144mg)과 톨루엔 (1 mL)를 교대로 자석 막대가 장치된 바이알에 첨가하고 격벽이 설치된 나사 캡으로 밀봉시켰다. 글로브 박스 외부에서 케톤 (1.1 mmol)과 아릴 클로라이드 (1 mmol)를 교대로 격벽을 따라 주입하였다. 그 다음 바이알을 60℃ 오일 배쓰 내에 위치시키고, 교반 플레이트 상에서 혼합물을 교반시켰다. 반응을 가스 크로마토그래피로 모니터하고, 반응이 완료되었을 때 또는 더 이상의 전환이 관찰되지 않을 때, 바이알을 실온까지 냉각시켰다. 반응 혼합물에 물을 첨가하고 유기층을 디에틸 에테르로 추출하고 마그네슘 설페이트 상에서 건조시켰다. 그 다음 용매를 진공에서 증발시키고, 필요하면 생성물을 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피로 정제하였다 (펜탄/에틸 아세테이트: 9/1). 보고된 수율은 2회 평균 값이다.
실시예 10: 2-(4-메틸페닐)-1-페닐-1-프로판온 (표 2, 엔트리 1). 표제 화합물 216 mg(97%)을 얻었다.
실시예 11: 1-(나프틸)-2-페닐에타논 (표 2, 엔트리 2). 표제 화합물 173 mg (70%)를 얻었다.
실시예 12: α-페닐사이클로헤사논 (표 2, 엔트리 3). 표제 화합물 150 mg (86%)를 얻었다.
실시예 13: 2-(2,6-디메틸페닐)-1-페닐에탄온 (표 2, 엔트리 4). 표제 화합물 212 mg (95%)를 얻었다.
실시예 14: 2-(p-메톡시페닐)-아세토페논 (표 2, 엔트리 5). 표제 화합물 208 mg(92%)을 얻었다.
실시예 15: 1-페닐-2-(3-피리디닐)-1-프로판온 (표 2, 엔트리 6). 표제 화합물 188 mg (89%)를 얻었다.
실시예
16-28 (표 3)
( IPr ) Pd ( acac ) Cl (1)의 합성: 촉매는 실시예 3에서 기술된 것과 동일한 방법으로 제조되었다.
아릴 할라이드와 1급 및 2급 아민의 부크왈드-하트위그 교차-결합
일반적인 공정: 글로브 박스 내에 2(IPr)Pd(acac)Cl (0.01 mmol, 6.3mg), 포타슘 tert-부톡사이드 (1.1 mmol, 124 mg)과 무수 디메톡시에탄(DME) (1 mL)를 교대로 자석 막대가 장치된 바이알에 첨가하고 격벽이 설치된 나사 캡으로 밀봉시켰다. 글로브 박스 외부에서 아민 (1.1 mmol)과 아릴 클로라이드 (1 mmol)를 교대로 격벽을 따라 주입하였다. 2개의 출발 물질 중 하나가 고체이면 글로브 박스 내부의 바이알에 첨가하고 DME와 두번째 출발 물질은 아르곤 하에서 글로브 박스 외부에서 첨가하였다. 반응 혼합물은 특별히 언급하지 않는 한 실온에서 교반시켰다. 반응이 완료되었을 때 또는 더 이상의 전환이 가스 크로마토그래피 (GC)로 관찰되지 않을 때, 반응 혼합물에 물을 첨가하고 유기층을 tert-부틸메틸 에테르(MTBE)로 추출하고 마그네슘 설페이트 상에서 건조시켰다. 그 다음 용매를 진공에서 증발시키고, 필요하면 생성물을 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피로 정제하였다. 보고된 수율은 적어도 2회 평균 값이다.
실시예 16: N-4-(시아노페닐)피페리딘 (표 3, 엔트리 1)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 168 mg(90%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 95/5) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 17: N-(o-토릴)모르포린 (표 3, 엔트리 2)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 170 mg(96%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 18: N-(2-메톡시페닐)모르포린 (표 3, 엔트리 3)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 186 mg(96%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 19: N,N-디부틸-N-(o-토릴)아민 (표 3, 엔트리 4)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 210 mg(96%)을 실리카겔 (펜탄/DCM, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 20: N-(2,6-디이소프로필페닐)-N-(o-토릴)아민 (표 3, 엔트리 5)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 246 mg(92%)을 실리카겔 (펜탄/DCM, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 21: N-(2,6-디이소프로필페닐)-N(2,6-디메틸페닐)아민 (표 3, 엔트리 6)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 264 mg(94%)을 실리카겔 (펜탄/DCM, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 22: N-(2-나프틸)피페리딘 (표 3, 엔트리 7)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 186 mg(88%)을 실리카겔 (펜탄/DCM, 95/5) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 23: N,N-디부틸-N-(4-메톡시페닐)아민 (표 3, 엔트리 8)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 219 mg(93%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 95/5) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 24: N-(2,6-디메틸페닐)-N-(o-토릴)아민 (표 3, 엔트리 9)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 180 mg(85%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 95/5) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 25: N-(2,6-디이소프로필페닐)-N-(p-토릴)아민 (표 3, 엔트리 10)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 259 mg(97%)을 실리카겔 (펜탄/DCM, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 26: N-(2,6-디이소프로필페닐)-N-(o-토릴)아민 (표 3, 엔트리 11)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 237 mg(89%)을 실리카겔 (펜탄/DCM, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 27: N-(1-나프틸)모르포린 (표 3, 엔트리 12)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 183 mg(86%)을 실리카겔 (펜탄/DCM, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 28: N-메틸-N-(1-나프틸)페닐아민 (표 3, 엔트리 13)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 222 mg(95%)을 실리카겔 (펜탄/DCM, 95/5) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예
29-35(표 4)
실시예 29: N-(2-피리딜)모르포린 (표 4, 엔트리 1)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 141 mg(86%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 85/15) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 30: N-(2-피리딜)피페리딘 (표 4, 엔트리 2)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 154 mg(95%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 31: N-(3-피리딜)피페리딘 (표 4, 엔트리 3과 4)
A) 아릴 클로라이드와의 상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 128 mg(79%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 80/20) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
B) 아릴 브로마이드와의 상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 141 mg(87%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 80/20) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 32: N-(3-피리딜)모르포린 (표 4, 엔트리 5)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 144 mg(88%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 80/20) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 33: N,N-디부틸-N-(2-피리딜)아민 (표 4, 엔트리 6)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 178 mg(86%)을 실리카겔 (펜탄/DCM, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 34: N-메틸-N-페닐-N-(2-피리딜)아민 (표 4, 엔트리 7)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 168 mg(91%)을 실리카겔 (펜탄, DCM, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 35: N-메틸-N-페닐-N-(3-퀴놀릴)아민 (표 4, 엔트리 8)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 225 mg(96%)을 실리카겔 (펜탄/DCM, 95/5) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예
36-46 (표 5)
아릴 할라이드의 α-케톤 아릴화
일반적인 공정: 글로브 박스 내에 (IPr)Pd(acac)Cl (0.01 mmol, 6.3mg), 소듐 tert-부톡사이드 (1.5 mmol, 144 mg)과 무수 톨루엔 (1 mL)를 교대로 자석 막대 가 장치된 바이알에 첨가하고 격벽이 설치된 나사 캡으로 밀봉시켰다. 글로브 박스 외부에서 케톤 (1.1 mmol)과 아릴 할라이드 (1 mmol)를 교대로 격벽을 따라 주입하였다. 2개의 출발 물질 중 하나가 고체이면 글로브 박스 내부의 바이알에 첨가하고 톨루엔과 두번째 출발 물질은 아르곤하에서 글로브 박스 외부에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 60℃에서 교반시켰다. 반응이 완료되었을 때 또는 더 이상의 전환이 가스 크로마토그래피 (GC)로 관찰되지 않을 때, 반응 혼합물에 물을 첨가하고 유기층을 tert-부틸메틸 에테르(MTBE)로 추출하고 마그네슘 설페이트 상에서 건조시켰다. 그 다음 용매를 진공에서 증발시키고, 필요하면 생성물을 실리카겔 상에서 플래시 크로마토그래피로 정제하였다. 보고된 수율은 적어도 2회 평균 값이다.
실시예 36: 1-페닐-2-o-토릴에탄온 (표 5, 엔트리 1과 2)
A) 아릴 클로라이드와의 상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 187 mg(89%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
B) 아릴 브로마이드와의 상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 189 mg(90%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 37: 1,2-디페닐프로판-1-온 (표 5, 엔트리 3)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 206 mg(98%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 80/20) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 38: 1-페닐-2-[4-(트리플루오로메틸)페닐]프로판-1-온 (표 5, 엔트리 4)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 259 mg(93%)을 실리카겔 (펜탄/EtOAc, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 39: 2-페닐-α-테트라론 (표 5, 엔트리 5와 6)
A) 아릴 클로라이드와의 상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 138 mg(62%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
B) 아릴 브로마이드와의 상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 160 mg(72%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 40: 2-(2-메톡시페닐)-1-페닐프로판-1-온 (표 5, 엔트리 7과 8)
A) 아릴 클로라이드와의 상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 219 mg(91%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 85/15) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다
B) 아릴 클로라이드와의 상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 199 mg(83%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 85/15) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 41: 1-페닐-2-(2,4,6-트리메틸페닐)프로판-1-온 (표 5, 엔트리 9)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 212 mg(84%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 42: 2-(o-토릴)-α-테트라론 (표 5, 엔트리 10)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 206 mg(87%)을 실리카겔 (펜탄/MTBE, 90/10) 상에서 플래시 크로마토그래피 후에 얻었다.
실시예 43: 2-(2,6-디메틸-1-페닐)-1-(1-메틸-1H-피롤-2-일)-에탄온 (표 5, 엔트리 11)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 218 mg(96%)을 펜탄 세척 후에 얻었다.
실시예 44: 2-(나프탈렌-1-일)-1-페닐-프로판-1-온 (표 5, 엔트리 12)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 250 mg(96%)을 펜탄 세척 후에 얻었다.
실시예 45: 2-(나프탈렌-2-일)-1-페닐프로판-1-온 (표 5, 엔트리 13)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 253 mg(97%)을 펜탄 세척 후에 얻었다.
실시예 46: 2-(비페닐-4-일)-1-페닐프로판-1-온 (표 5, 엔트리 14)
상기 일반적인 공정에 따라 표제 화합물 272 mg(95%)을 펜탄 세척 후에 얻었다.
실시예
47
아래에서 논의된 촉매를 사용하여 전환률을 평가하기 위해 다음의 일반적인 공정을 행한다.
일반적인 공정: 글로브 박스 내에 (IPr)Pd(acac)Cl, (IPr)Pd(acacdiPh)Cl, (IPr)Pd(acactBu)Cl, (IPr)Pd(acacMePh)Cl, 및 (IPr)Pd(acacF)Cl 촉매 중 하나 (0.01 mmol)을 포타슘 tert-부톡사이드 (1.1 mmol, 124 mg)과 무수 디메톡시에탄 (DME) (1 mL)를 교대로 자석 막대가 장치된 바이알에 첨가하고 격벽이 설치된 나사 캡으로 밀봉시켰다. 글로브 박스 외부에서 디부틸아민 (185μL, 1.1 mmol)과 4-클로로톨루엔 (118μL, 1 mmol)를 교대로 격벽을 따라 주입하였다. 반응 혼합물을 50℃에서 교반시켰다. 반응은 가스 크로마토그래피로 관찰하였다. 제1도에 보여진 % 전환률은 3회 평균 값이다.
본 발명의 광범위한 개념으로부터 벗어나지 않고 당업자라면 상술한 구현예 에 변형을 가할 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 발명은 기술된 특정 구현예에 제한되는 것이 아니고 첨부된 청구항에 의해 정의된 바와 같이 발명의 정신과 범위 내에서 어떤 변형을 포함하고자 하는 것으로 이해되어야 한다. 또한 본 발명이 특정 구현예의 특정 설명에 관하여 기술되어 있지만 이와 같은 구체적인 것이 상술한 바와 같이 본 발명의 요지 범위에 어떤 제한으로써 간주되어서는 안되며 청구항에 포함되는 것으로 되어야 한다.
Claims (40)
- 다음 일반식으로 표시되는 팔라듐 착물:
여기서, A는 비덴테이트 모노음이온성 리간드,NHC는 친핵성 복소환식 카르벤, 및Z는 음이온성 리간드이다. - 제1항에 있어서, Z는 Cl, Br, I, OAc, OMs, OTf, OTs, O2CCF3, 아세틸아세토네이트(acac), 트리플루오로아세틸아세토네이트, 헥사플루오로아세틸아세토네이트 (hfacac); 디벤조일메타네이트(dbm), 벤조일아세토네이트(bac) 또는 테트라메틸헵탄디오네이트 (tmhd)로부터 선택되는 팔라듐 착물.
- 제1항에 있어서, A는 다음으로 표시되는 팔라듐 착물.
여기서, X와 Y 각각은 독립적으로 O, N 또는 S로부터 선택되고, R1, R2, R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 R1과 R5가 X 및/또는 Y가 N 일 때만 존재한다는 전제하에서, 독립적으로 수소, 메틸, 직쇄상 또는 분쇄상 C2-C10 알킬, C3-C10 사이클로알킬, C7-C20 아랄킬, 또는 C6-C24 아릴 또는 치환된 아릴이며; n은 0, 1 또는 2의 정수이며; Z는 Cl, Br, I, OAc, OMs, OTf, OTs, O2CCF3, 아세틸아세토네이트(acac), 트리플루오로아세틸아세토네이트, 헥사플루오로아세틸아세토네이트 (hfacac); 디벤조일메타네이트 (dbm), 벤조일 아세토네이트 (bac) 또는 테트라메틸헵탄디오네이트 (tmhd)로부터 선택된다. - 제3항에 있어서 X-Y가 헤미 불안정한(hemiliable) 그룹인 팔라듐 착물.
- 제3항에 있어서, X-Y는 β-디케토네이토(O-O), β-디케티미네이토(N-N), β-케티미네이토(N-O), 또는 Schiff 염기(N-O) 리간드로부터 선택되는 팔라듐 착물.
- 제3항에 있어서, X-Y는 다음의 X-Y(a) 및 X-Y(b) 호변체인 팔라듐 착물.
- 제1항에 있어서, A는 다음 구조 중 하나인 팔라듐 착물.
- 제7항에 있어서, NHC는 A, B, 또는 C 중 하나인 팔라듐 착물.
각각의 R8은 독립적으로 수소, 메틸, 직쇄상 또는 분쇄상 C2-C10 알킬, C3-C10 사이클로알킬, C7-C20 아랄킬, 또는 C6-C24 아릴 또는 치환된 아릴이다. - 제7항에 있어서, NHC는 다음 식인 팔라듐 착물.
각각의 R8은 메틸, 에틸, 이소프로필, 이소부틸, tert-부틸, 사이클로헥실, 노르보닐, 아다만틸, 2,6-디메틸페닐, 2,4,6-트리메틸페닐, 2,6-디이소프로필페닐 또는 2-메틸페닐 중 하나이다. - 제1항에 있어서, 이러한 착물는 (NHC)Pd(acac)2, (NHC)Pd(acac)Cl, (NHC)Pd(hfacac)2, (NHC)Pd(hfacac)Cl, (NHC)Pd(dbm)2, (NHC)Pd(dbm)Cl, (NHC)Pd(tmhd)2, (NHC)Pd(tmhd)Cl, (NHC)Pd(bac)2, 또는 (NHC)Pd(bac)Cl로 부터 선택되며, NHC는 IMes(N,N'-비스(2,4,6-트리메틸페닐)이미다졸)-2-일이덴), sIMes(N,N'-비스(2,4,6-트리메틸페닐)-4, 5-디하이드로이미다졸)-2-일이덴), IPr(N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)이미다졸)-2-일이덴), sIPr(N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-4,5-디하이드로이미다졸)-2-일이덴), IAd(N,N'-비스(아다만틸)이미다졸-2-일이덴), ICy(N,N'-비스(사이클로헥실)이미다졸-2-일이덴) 또는 ItBu(N,N'-비스(tert-부틸)이미다졸-2-일이덴)으로부터 선택된 하나이다.
- 제1항에 있어서, 이러한 착물는 다음과 같이 표시되는 (IPr)Pd(acac)Cl인 팔라듐 착물.
- 그룹 VIII 금속원을 NHC와 함께 유기 용매에서 팔라듐 착물를 형성하기에 적당한 온도에서 적당한 시간동안 반응시켜 청구항 1의 팔라듐 착물을 제조하는 방법.
- 제12항에 있어서, 팔라듐 착물을 분리하는 것을 더욱 포함하는 방법.
- 제12항에 있어서, 그룹 VIII 금속원은 Pd(acac)2, 유기용매는 디에틸 에테르이며, 반응 온도는 실온인 방법.
- 제12항에 있어서, NHC는 A, B, 또는 C 중 하나인 방법.
각각의 R8은 독립적으로 수소, 메틸, 직쇄상 또는 분쇄상 C2-C10 알킬, C3-C10 사이클로알킬, C7-C20 아랄킬, 또는 C6-C24 아릴 또는 치환된 아릴이다. - 제12항에 있어서, NHC는 다음 식인 방법.
각각의 R8은 독립적으로 메틸, 에틸, 이소프로필, 이소부틸, tert-부틸, 사 이클로헥실, 노르보닐, 아다만틸, 2,6-디메틸페닐, 2,4,6-트리메틸페닐, 2,6-디이소프로필페닐 또는 2-메틸페닐 중 하나이다. - 팔라듐 금속원과 이미다졸륨염을 유기 용매에 제공하고;용액을 적당한 온도로 적당한 시간 동안 가열하며;착물을 분리하는 것을 포함하는 제1항의 팔라듐 착물을 제조하는 방법.
- 제17항에 있어서, 팔라듐 금속원은 Pd(acac)2, 이미다졸륨염은 I-PrHCl, 유기용매는 디옥산이며, 반응 온도는 100℃, 적당한 시간은 6시간이며, 분리된 착물은 (I-Pr)Pd(acac)Cl인 방법.
- 제17항에 있어서, 팔라듐 금속원은 Pd(acac)2, 비스(트리플루오로아세틸아세토네이트)Pd, 비스(헥사플루오로아세틸아세토네이트)Pd; 비스(디벤조일메타네이트)Pd, 비스(벤조일아세토네이트)Pd, 비스(테트라메틸헵탄디오네이트)Pd, 또는 비스(트로포로네이토)팔라듐(II)인 방법.
- 식 I로 표시되는 팔라듐 착물을 제공하고:
여기서, NHC는 친핵성 복소환식 카르벤, Z는 음이온성 리간드이며, A는 식 II로 표시되는 비덴테이트 모노음이온성 리간드이며:
여기서, X와 Y 각각은 독립적으로 O, N 또는 S로부터 선택되고, R1, R2, R3, R4, R5, R6 및 R7은 각각 R1과 R5가 X 및/또는 Y가 N 일 때만 존재한다는 전제하에서, 독립적으로 수소, 메틸, 직쇄상 또는 분쇄상 C2-C10 알킬, C3-C10 사이클로알킬, C7-C20 아랄킬, 또는 C6-C24 아릴 또는 치환된 아릴이며; n은 0, 1 또는 2의 정수이며; Z는 Cl, Br, I, OAc, OMs, OTf, OTs, O2CCF3, 아세틸아세토네이트(acac), 트리플루오로아세틸아세토네이트, 헥사플루오로아세틸아세토네이트 (hfacac); 디벤조일메타네이트 (dbm), 벤조일 아세토네이트 (bac) 또는 테트라메틸헵탄디오네이트 (tmhd)중 하나이며;수주키, 수주키-미야우라, 무라하시, 구마다, 구마다-코루이, 구마다-타마오, 노자키, 노자키-오시마, 네기시, 히야마, 타마오-구마다, 히야마-하타나카, 스티레, 미기타-코수기, 부크왈드-하트위그, 무라하시, 시안화, α-"카르보닐" 아릴화, 소노가시라, 카디오트-쵸드키에위쯔, 헤크 반응, 촉매적 에테르 형성, 케톤의 촉매적 α-아릴화, 촉매적 티오에테르 형성 반응 또는 이의 기질 및 반응성 파트너 중 하나를 이용하여 탄소-탄소 또는 탄소-이종원자 결합을 형성하는 것을 포함하는 탄소-탄소 또는 탄소-이종원자 결합을 형성하는 방법. - 제 20항에 있어서, 결합 형성 반응은 부크왈드 하트위그 아릴 아민화 또는 케톤의 α-아릴화인 방법.
- 제20항에 있어서, 적용된 팔라듐 착물은 (NHC)Pd(acac)2, (NHC)Pd(acac)Cl, (NHC)Pd(hfacac)2, (NHC)Pd(hfacac)Cl, (NHC)Pd(dbm)2, (NHC)Pd(dbm)Cl, (NHC)Pd(tmhd)2, (NHC)Pd(tmhd)Cl, (NHC)Pd(bac)2, 또는 (NHC)Pd(bac)Cl 또는 (NHC)Pd(acac)X로 부터 선택되며, X는 할라이드 또는 슈도할라이드이며; NHC는 IMes(N,N'-비스(2,4,6-트리메틸페닐)이미다졸)-2-일이덴), sIMes(N,N'-비스(2,4,6-트리메틸페닐)-4,5-디하이드로이미다졸)-2-일이덴), IPr(N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)이미다졸)-2-일이덴), sIPr(N,N'-비스(2,6-디이소프로필페닐)-4,5-디하이드로이미다졸)-2-일이덴), IAd(N,N'-비스(아다만틸)이미다졸-2-일이덴), ICy(N,N'-비 스(사이클로헥실)이미다졸-2-일이덴) 또는 ItBu(N,N'-비스(tert-부틸)이미다졸-2-일이덴)으로부터 선택된 하나인 방법.
- 제22항에 있어서, 결합 형성 반응은 부크왈드 하트위그 아릴 아민화이고, 팔라듐 착물는 (IPr)Pd(acac)Cl 또는 (IPr)Pd(acac)Br이며, 아릴 클로라이드 또는 아릴 브로마이드는 2-클로로피리딘, 2,6-디메틸클로로벤젠, 4-클로로톨루엔, 4-메톡시클로로벤젠, 2-브로모피리딘, 2,6-디메틸브로모벤젠, 또는 6-메톡시브로모벤젠 중 하나이고, 아민은 아닐린, 디부틸아민 또는 모르포린 중 하나인 방법.
- 제22항에 있어서, 결합 형성 반응은 α-케톤 아릴화이고, 팔라듐 착물는 (IPr)Pd(acac)Cl 또는 (IPr)Pd(acac)Br이며, 아릴 클로라이드 또는 아릴 브로마이드는 각각, 클로로벤젠, 2,6-디메틸클로로벤젠, 4-4-클로로톨루엔, 4-메톡시클로로벤젠, 2-클로로피리딘, 2-브로모피리딘, 2,6-디메틸브로모벤젠, 또는 6-메톡시브로모벤젠 중 하나이고, 케톤은 사이클로헥사논, 메틸페닐 케톤, 에틸페닐 케톤 또는 메틸나프틸 케톤 중 하나인 방법.
- 제24항에 있어서, 염기를 더욱 첨가하고, 염기는 소듐 tert-부톡사이드, 포타슘 tert-부톡사이드, K2CO3, K3PO4, KF, 및 Cs2CO3로부터 선택되는 방법.
- 제20항에 있어서, 기질은 NBCH2Cl, NBCH2Br, NBCH2I, NBCH2OMs, NBCH2OTs, NBCH2OTf, NBCH2Bpin, NBCH2Bcat, NBCH2-9-BBN, NBCH2Li, NBCH2MgBr, NBCH2ZnBr, NBCH2SiF3, NBCH2BF3K, NBCH2B(OH)2, NBCH2CH2Cl, NBCH2CH2Br, NBCH2CH2I, NBCH2CH2OMs, NBCH2CH2OTs, NBCH2CH2OTf, NBCH2CH2Bpin, NBCH2CH2Bcat, NBCH2CH2-9-BBN, NBCH2CH2Li, NBCH2CH2MgBr, NBCH2CH2ZnBr, NBCH2CH2SiF3, NBCH2CH2BF3K, NBCH2CH2B(OH)2, NBC6H4B(OH)2, NBCH2C6H4B(OH)2, NBCH2CH2C6H4B(OH)2, 또는 NBC6H4BCH2(OH)2로부터 선택되는 방법.
- 제20항에 있어서, 기질은 다음의 모노머로부터 선택되는 방법.
- 제27항의 방법으로 제조된 노르보넨 화합물.
- 팔라듐 금속원을 직접 이미다졸륨 염과 반응시켜 팔라듐 착물을 형성하는 것을 포함하는 제1항에 따른 팔라듐 착물의 제조방법.
- 제29항에 있어서, 팔라듐 금속원과 이미다졸륨염을 유기 용매에 첨가하고 그 결과 혼합물을 환류하는 것을 포함하는 방법.
- 제29항에 있어서, 팔라듐 금속원과 이미다졸륨 염이 1당량의 팔라듐 금속원과 1을 초과하는 당량의 이미다졸륨 염의 비율로 제공되는 방법.
- 제29항에 있어서, 반응은 공기 환경에서 이루어지는 방법.
- 제30항에 있어서, 혼합물을 50-150℃의 온도로 가열하고 2-8시간 동안 환류하는 것을 포함하는 방법.
- 제33항에 있어서, 혼합물을 100℃의 온도로 가열하고 6시간 동안 환류하는 것을 포함하는 방법.
- 제30항에 있어서, 유기 용매는 디옥산인 방법.
- 제29항에 있어서, 팔라듐 금속원은 Pd(acac)2, 비스(트리플루오로아세틸아세토네이트)Pd, 비스(헥사플루오로아세틸아세토네이트)Pd, 또는 비스(테트라메틸헵탄디오네이트)Pd로부터 선택되는 방법.
- 제29항에 있어서, 이미다졸륨 염은 IPr·HCl 또는 IMes·HCl로부터 선택되는 방법.
- 청구항 29항의 방법에 따라 제조된 팔라듐 착물.
- 제23항에 있어서, 결합 형성 반응은 N-4-(시아노페닐)피페리딘, N-(o-톨릴)모르포린, N-(2-메톡시페닐)모르포린, N,N-디부틸-N-(o-톨릴)아민, N-(2,6-디이소프로필페닐)-N-(o-톨릴)아민, N-(2,6-디이소프로필페닐)-N-(2,6-디메틸페닐)아민, N-(2-나프틸)피페리딘, N-N-디부틸-N-(4-메톡시페닐)아민, N-(2,6-디메틸페닐)-N-(o-톨릴)아민, N-(2,6-디이소프로필페닐)-N-(p-톨릴)아민, N-(2,6-디이소프로필페닐)-N-(o-톨릴)아민, N-(1-나프틸)모르포린, N-메틸-N-(1-나프틸)페닐아민, N-(2-피리딜)모르포린, N-(2-피리딜)피페리딘, N-(3-피리딜)피페리딘, N-(3-피리딜)모포린, N-N-디부틸-N-(2-피리딜)아민, N-메틸-N-페닐-N-(2-피리딜)아민, 또는 N-메틸-N-페닐-N-(3-퀴놀릴)아민으로부터 선택되는 방법.
- 제24항에 있어서, 결합 형성 반응은 1-페닐-2-o-톨릴에타논, 1,2-디페닐프로판-1-온, 1-페닐-2-[4-(트리플루오로메틸)페닐]프로판-1-온, 2-페닐-α-테트라론, 2-(2-메톡시페닐)-1-페닐프로판-1-온, 1-페닐-2-(2,4,6-트리메틸페닐)프로판-1-온, 2-(o-톨릴)-α-테트라론, 2-(2,6-디메틸-페닐)-1-(1-메틸-1H-피롤-2-일)-에타논, 2-(나프탈렌-1-일)-1-페닐-프로판-1-온, 2-(나프탈렌-2-일)-1-페닐프로판-1-온, 또는 2-(비페닐-4-일)-1-페닐프로판-1-온으로부터 선택되는 방법.
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