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Catalizadores y ligandos Buchwald

Como químico, usted se centra en descubrir nuevos compuestos químicos y sus aplicaciones prácticas. Apoyamos sus avances con una amplia gama de catalizadores y ligandos Buchwald. En colaboración con Stephen Buchwald y su grupo de investigación del MIT, ofrecemos precatalizadores de paladio altamente activos y ligandos de fosfina biarílica para reacciones de acoplamiento cruzado eficientes, formando enlaces como C-C, C-N y más. Estos ligandos sintonizables y ricos en electrones proporcionan sistemas catalizadores estables y reactivos, lo que reduce las cargas de catalizador y los tiempos de reacción, y elimina la necesidad de agentes reductores, lo que permite nuevos métodos que no se pueden lograr con las fuentes tradicionales de Pd. 



Estructura química que muestra una cadena principal de bifenilo con un grupo fosfina (PR₂) unido a la posición orto del anillo fenilo superior. El anillo fenilo inferior tiene dos sustituyentes etiquetados como R′ y R″ en las posiciones orto y para con respecto al enlace bifenilo.

Ligandos de Buchwald

  • Buchwald y su equipo desarrollaron ligandos de fosfina biarílica que mejoran la eficiencia, la selectividad y la versatilidad de la reacción.
  • Los ligandos anteriores, como la diciclohexilfosfina dimetilamina, permitían acoplamientos de cloruro de arilo y alquilamina.
  • Los ligandos avanzados (por ejemplo, XPhos,di-t-BuXPhos) ofrecen una mayor actividad y compatibilidad con sustratos impedidos.
  • Los ligandos voluminosos mejoraron el rendimiento catalítico y las tasas de conversión en los acoplamientos C-N.
  • El grupo de Buchwald también desarrolló la N-arilación catalizada por cobre para imidazoles y otros heterociclos.
Estructura química que muestra un complejo de paladio etiquetado como «Gen I». El átomo central de paladio (Pd) está unido a un cloruro (Cl), un ligando amina (NH₂) unido a través de un sistema de anillos de tipo bencilamina y un ligando genérico representado como L. Un anillo de benceno está fusionado al sistema de anillos de tipo bencilamina, ortogonalmente al paladio.

Precatalizadores Buchwald Gen 1

  • Los precatalizadores de primera generación (G1) emplean ligandos basados en 2-feniletano-1-amina para mejorar la estabilidad tanto en fase sólida como en solución.
  • Son estables al aire y a la humedad, lo que facilita su manipulación.
  • El LPd(0) se forma in situ mediante eliminación reductiva promovida por bases, lo que produce indolina como subproducto.
  • A menudo se utilizan temperaturas más altas con bases más débiles para facilitar la desprotonación del ligando y activar el catalizador.
Estructura química que muestra un complejo de paladio denominado «Gen II». El átomo central de paladio (Pd) está unido a un cloruro (Cl), un ligando amina (NH₂) unido a través de un sistema de anillos de tipo bencilamina y un ligando genérico representado como L. Dos anillos de benceno están fusionados al sistema de anillos de tipo bencilamina, orto y para al paladio.

Precatalizadores Buchwald Gen 2

  • Los precatalizadores de segunda generación (G2) utilizan 2-aminobifenilo en lugar de 2-feniletano-1-amina.
  • Muestran una mayor reactividad con bases más débiles (por ejemplo, fosfatos, carbonatos débiles).
  • A menudo permiten la activación del catalizador a temperaturas más bajas.
  • La mayor reactividad se debe a la mayor acidez de la amina aromática en G2 frente a la amina alifática en G1.
  • Características principales: estabilidad al aire y a la humedad, alta eficiencia, condiciones suaves, tiempos de reacción cortos y bajas cargas de catalizador.
  • Ha demostrado un excelente rendimiento en reacciones de acoplamiento cruzado de Suzuki.
Dos estructuras químicas que muestran complejos de paladio etiquetados como «Gen III» y «Gen IV». El átomo central de paladio (Pd) de cada uno está unido a un cloruro (Cl), un ligando amina (NH₂) unido a través de un sistema de anillos de tipo bencilamina, un ligando genérico representado como L y un ligando mesilato (OMs). Dos anillos de benceno están fusionados al sistema de anillos de tipo bencilamina, orto y para al paladio. La molécula Gen IV se distingue por un grupo metilo unido al ligando amina.

Precatalizadores Buchwald Gen 3 y 4

  • Los precatalizadores G3 y G4 Buchwald son complejos de paladio avanzados y estables para diversas reacciones de acoplamiento cruzado (C–C, C–N, C–O, C–F, C–CF₃, C–S).
  • Ofrecen una buena solubilidad y actividad, lo que permite utilizar cargas de catalizador más bajas y/o tiempos de reacción más cortos.
  • G3 utiliza un ligando mesilato (en lugar de cloruro) para mejorar la solubilidad y la estabilidad, y adaptarse a ligandos más voluminosos.
  • G4 presenta N-metil-2-aminobifenilo como ligando amínico, lo que genera un subproducto más benigno (N-metilcarbazol frente a carbazol).
  • Ambas generaciones son eficaces en reacciones clave como Suzuki-Miyaura, aminocarbonilación y N-arilación.
Estructura química de un complejo de paladio de sexta generación que presenta un centro de paladio (Pd) unido a un átomo de bromo (Br), un ligando genérico representado como L y un grupo fenilo con un sustituyente trifluorometilo (CF₃) para al paladio.

Precatalizadores Buchwald Gen 6

  • Los precatalizadores G6 son complejos de adición oxidativa (OAC) que ofrecen un rendimiento avanzado. Estos precatalizadores en ciclo facilitan la activación del catalizador.
  • Conservan la estabilidad térmica y al aire, al tiempo que permiten una activación sin bases y una síntesis simplificada.
  • Evitan la generación de subproductos de carbazol durante la activación del precatalizador.
  • Pueden soportar ligandos extremadamente voluminosos y mejorar la solubilidad y la estabilidad.
  • Permiten la formación eficiente de enlaces C-C, C-N, C-O, C-F y C-S.
  • Ofrecen de forma constante una mayor reactividad y mejores rendimientos que las generaciones anteriores.

Recursos relacionados

  • Brochure: Buchwald Precatalysts

    Discover our comprehensive selection of G1 to G6 Buchwald precatalysts, featuring Pd(II) complexes with highly active, versatile, and tunable biarylphosphine ligands.

  • Article: G6 Buchwald Precatalysts

    Buchwald G6 precatalysts are oxidative addition complexes that enhance palladium-catalyzed cross-coupling reactions. They provide higher reactivity, stability, and simplified synthesis, facilitating the formation of various bonds with improved selectivity and fewer byproducts.

  • Article: G3 and G4 Buchwald Precatalysts

    G3 and G4 Buchwald palladium precatalysts are the newest air, moisture, and thermally stable crossing-coupling complexes used in bond formation for their versatility and high reactivity.

  • Article: G2 Buchwald Precatalysts

    Second-generation Buchwald precatalysts, particularly XPhos, improve reactivity in palladium-catalyzed cross-coupling reactions. These catalysts utilize bulky dialkylbiaryl phosphine ligands for enhanced efficiency and stability in synthetic applications.

  • Article: Buchwald Phosphine Ligands

    Buchwald phosphine ligands for C-C, C-N, and C-O bond formation.

  • Article: Buchwald Ligands

    Buchwald and coworkers develop versatile phosphine ligands for Pd-catalyzed C–N bond formation; enhancing synthetic reactions for 20 years.

  • Article: AlPhos and [(AlPhosPd)2•COD] for Pd-Catalyzed Fluorination

    Fluorine containing aromatics (ArF) are desirable compounds with applications in medicinal chemistry and the agricultural industry.

  • Buchwald Group – Professor Product Portal

    Professor Stephen Buckwald and the Buchwald group have developed a series of highly active and versatile palladium precatalysts and biarylphosphine ligands used in a variety of cross-coupling reactions.

  • Article: Scale-Up Guide: Buchwald-Hartwig Amination

    Kitalysis high-throughput screening kits are designed for Buchwald-Hartwig amination reactions. These kits contain air and moisture-stable preformed catalysts, facilitating efficient scale-up of catalytic reactions.

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Referencias

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Kinzel T, Zhang Y, Buchwald SL. 2010. A New Palladium Precatalyst Allows for the Fast Suzuki−Miyaura Coupling Reactions of Unstable Polyfluorophenyl and 2-Heteroaryl Boronic Acids. J. Am. Chem. Soc.. 132(40):14073-14075. https://doi.org/10.1021/ja1073799
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Bruno NC, Tudge MT, Buchwald SL. Design and preparation of new palladium precatalysts for C–C and C–N cross-coupling reactions. Chem. Sci.. 4(3):916-920. https://doi.org/10.1039/c2sc20903a
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Drance MJ, Wang S, Gembicky M, Rheingold AL, Figueroa JS. 2020. Probing for Four-Coordinate Zerovalent Iron in a π-Acidic Ligand Field: A Functional Source of FeL4 Enabled by Labile Dinitrogen Binding. Organometallics. 39(18):3394-3402. https://doi.org/10.1021/acs.organomet.0c00487
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