Catalyseurs et ligands de Buchwald

En tant que chimiste, vous vous concentrez sur la découverte de nouveaux produits chimiques et leurs applications pratiques. Nous soutenons vos percées grâce à un vaste portefeuille de catalyseurs et de ligands Buchwald. En collaboration avec Stephen Buchwald et son groupe de recherche du MIT, nous proposons des précatalyseurs au palladium très actifs et des ligands biaryl-phosphine pour des réactions de couplage croisé efficaces, formant des liaisons telles que C-C, C-N, etc. Ces ligands accordables et riches en électrons fournissent des systèmes catalytiques stables et réactifs, réduisant les charges catalytiques, les temps de réaction et éliminant le besoin d'agents réducteurs, permettant ainsi de nouvelles méthodes non réalisables avec les sources de Pd traditionnelles.

Ligands de Buchwald

L'importance de la formation de la liaison C-N catalysée par le Pd, connue sous le nom d'amination de Buchwald-Hartwig, réside dans son impact transformateur sur la chimie organique, en particulier dans la synthèse précise de molécules complexes. Buchwald et son équipe ont mis au point des ligands biaryl-phosphine qui améliorent l'efficacité, la sélectivité et la polyvalence de la réaction. La première génération de ligands, comme la dicyclohexyl phosphine diméthylamine, était efficace pour coupler des chlorures d'aryle avec des alkylamines. Les générations suivantes de ligands, tels que XPhos et di-t-BuXPhos, ont démontré une activité et une polyvalence accrues, en particulier dans les réactions de couplage impliquant des substrats encombrés. Le développement de ligands plus volumineux a permis d'améliorer les performances catalytiques et d'obtenir des conversions plus élevées dans les couplages C-N. Le groupe Buchwald a également élargi les méthodes de couplage C-N en explorant la N-arylation d'imidazoles et d'autres hétérocycles catalysée par le cuivre.

Précatalyseurs Buchwald Gen 1

Les précatalyseurs Buchwald de première génération utilisent des ligands basés sur la 2-phényléthane-1-amine, ce qui améliore la stabilité en solution et en phase solide. Ces précatalyseurs sont stables à l'air et à l'humidité et offrent l'avantage clé de générer des espèces actives de Pd(0) sans nécessiter d'additifs exogènes. En présence d'une base, le catalyseur LPd(0) est formé in situ par élimination réductrice, produisant de l'indoline comme sous-produit. Bien que l'élimination réductrice du LPd(II) en LPd(0) et en indoline, favorisée par une base, puisse être réalisée à température ambiante ou à une température inférieure,¹ des températures plus élevées sont souvent utilisées, en particulier lorsque des bases plus faibles sont utilisées pour déprotoner le ligand 2-phényléthan-1-amine, afin de promouvoir la génération de l'espèce catalytique active. 

Les catalyseurs LPd(0) sont formés in situ par élimination réductrice, produisant de l'indoline comme sous-produit.

Précatalyseurs de Buchwald Gen 2

Les précatalyseurs et ligands de Buchwald sont des catalyseurs volumineux, riches en électrons, à base de dialkylbiaryl phosphine, qui améliorent la réactivité dans les réactions de couplage croisé catalysées par le Pd. Ils sont largement utilisés dans la synthèse de produits pharmaceutiques, de produits naturels et de polymères. La structure du ligand dialkylbiaryl est cruciale pour l'efficacité du catalyseur. Les précatalyseurs de deuxième génération utilisent un 2-aminobiphényle au lieu d'un 2-phényléthan-1-amine comme ligand amine aliphatique parent, offrant une meilleure réactivité avec des bases plus faibles (telles que les phosphates ou les bases carbonates faibles), permettant souvent des températures d'activation plus basses. Cette réactivité accrue est due à l'acidité plus élevée de l'amine aromatique liée au palladium dans les précatalyseurs G2 par rapport à l'amine aliphatique dans les catalyseurs G1.² Les principales caractéristiques sont la stabilité à l'air, l'efficacité élevée, les conditions de réaction douces, les temps de réaction courts et les faibles charges de catalyseur. Ces précatalyseurs ont été utilisés avec succès dans des réactions de couplage croisé de Suzuki et ont donné d'excellents résultats.

Précatalyseurs Buchwald Gen 3 et 4

Les précatalyseurs Buchwald G3 et G4 sont des complexes de palladium avancés et stables conçus pour les réactions de couplage croisé, permettant la formation de diverses liaisons (C-C, C-N, C-O, C-F, C-CF3 et C-S). Ces précatalyseurs offrent une grande stabilité, une bonne solubilité et permettent souvent des charges catalytiques plus faibles et des temps de réaction plus courts que les précatalyseurs précédents.³ La génération G3 améliore les générations précédentes en acceptant des ligands plus volumineux et en améliorant la solubilité et la stabilité grâce à l'utilisation d'un ligand mésylate au lieu d'un ligand chlorure. Le précatalyseur G4 va encore plus loin en incorporant le N-méthyl-2-aminobiphényle comme amine parentale, produisant un sous-produit plus bénin, le N-méthyl carbazole (par opposition au carbazole) lors de l'activation. Les deux générations sont efficaces dans une large gamme d'applications de couplage, telles que les réactions de Suzuki-Miyaura, les aminocarbonylations et les N-arylations, démontrant une large utilité en chimie de synthèse. 

Précatalyseurs de Buchwald Gen 6

Les précatalyseurs de Buchwald sont essentiels pour générer des espèces L-Pd(0) actives dans les réactions de couplage croisé, avec cinq générations (G1 à G5) présentant des variations dans les ligands et anions chélateurs N,C. Les précatalyseurs G6 sont classés comme complexes d'addition oxydative (OAC). Les précatalyseurs G6, classés comme complexes d'addition oxydative (OAC), conservent des avantages tels que la stabilité thermique et à l'air tout en offrant des avantages supplémentaires tels que l'activation sans base, une réactivité plus élevée et une synthèse simplifiée, tout en évitant la génération de sous-produits carbazoles lors de l'activation du catalyseur.Les précatalyseurs G6 permettent une conception polyvalente, s'adaptant aux ligands volumineux et améliorant la solubilité et la stabilité.⁶ Ils sont efficaces dans la formation d'une variété de liaisons (C-C, C-N, C-O, C-F et C-S) avec une réactivité et des rendements améliorés par rapport aux générations précédentes. 

Les précatalyseurs G6 sont efficaces dans la formation d'une variété de liaisons (C-C, C-N, C-O, C-F et C-S) avec une réactivité et des rendements améliorés par rapport aux générations précédentes.