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Catalizadores y ligandos de Buchwald

Como químico, tu trabajo se centra en descubrir nuevos avances en química y sus aplicaciones prácticas. Apoyamos tus avances con una amplia gama de catalizadores y ligandos de 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, que forman enlaces como C-C, C-N y otros. Estos ligandos ajustables y ricos en electrones proporcionan sistemas catalíticos estables y reactivos, lo que reduce las cargas catalíticas y los tiempos de reacción, además de eliminar la necesidad de agentes reductores, lo que permite desarrollar nuevos métodos que no se pueden lograr con las fuentes tradicionales de Pd. 


Productos

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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, denominados R′ y R″, en las posiciones orto y para con respecto al enlace bifenílico.

Ligandos de Buchwald

  • Buchwald y su equipo desarrollaron ligandos de fosfina biarílica que mejoran la eficiencia, la selectividad y la versatilidad de la reacción.
  • Ligandos anteriores, como la diciclohexilfosfina dimetilamina, permitían acoplamientos entre cloruro de arilo y alquilamina.
  • Los ligandos avanzados (p. ej., XPhos, tBuXPhos) 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 denominado «Gen I». El átomo central de paladio (Pd) está unido a un cloruro (Cl), a un ligando amínico (NH₂) unido a través de un sistema de anillos de tipo bencilamina y a un ligando genérico representado como L. Un anillo de benceno está fusionado al sistema de anillos de tipo bencilamina, en posición ortogonal al paladio.

Precatalizadores Buchwald de primera generación

  • Los precatalizadores de primera generación (G1) emplean ligandos basados en 2-feniletan-1-amina para mejorar la estabilidad tanto en fase acuosa como en fase sólida.
  • Son estables al aire y a la humedad, lo que permite una manipulación cómoda.
  • El LPd(0) se forma in situ mediante una eliminación reductiva promovida por una base, lo que da lugar a la indolina como subproducto.
  • A menudo se utilizan temperaturas más elevadas con bases más débiles para facilitar la desprotonación de los ligandos 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), a un ligando amínico (NH₂) unido a través de un sistema de anillos de tipo bencilamina y a un ligando genérico representado como L. Dos anillos de benceno están fusionados al sistema de anillos de tipo bencilamina, en posición orto y para respecto al paladio.

Precatalizadores Buchwald de segunda generación

  • Los precatalizadores de segunda generación (G2) utilizan 2-aminobifenilo en lugar de 2-feniletan-1-amina.
  • Muestran una mayor reactividad con bases más débiles (por ejemplo, fosfatos y 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 de la G2 frente a la amina alifática de la G1.
  • Características principales: estables 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 denominados «Gen III» y «Gen IV». El átomo central de paladio (Pd) de cada uno de ellos está unido a un cloruro (Cl), a un ligando amínico (NH₂) unido a través de un sistema de anillos de tipo bencilamina, a un ligando genérico representado como L y a un ligando mesilato (OMs). Hay dos anillos de benceno fusionados al sistema de anillos de tipo bencilamina, en posición orto y para respecto al paladio. La molécula Gen IV se distingue por un grupo metilo unido al ligando amínico.

Precatalizadores Buchwald de 3.ª y 4.ª generación

  • Los precatalizadores Buchwald G3 y G4 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 menores cargas de catalizador y/o tiempos de reacción más cortos.
  • El G3 utiliza un ligando mesilato (en lugar de cloruro) para mejorar la solubilidad y la estabilidad, y para admitir ligandos más voluminosos.
  • La serie G4 presenta N-metil-2-aminobifenilo como ligando amínico, lo que genera un subproducto más inocuo (N-metilcarbazol frente a carbazol).
  • Ambas generaciones son eficaces en reacciones clave como la de Suzuki-Miyaura, la aminocarbonilación y la 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) en posición para respecto al paladio.

Precatalizadores Buchwald de 6.ª generación

  • Los precatalizadores G6 son complejos de adición oxidativa (OAC) que ofrecen un rendimiento avanzado. Estos precatalizadores de 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.
  • Admiten ligandos extremadamente voluminosos y mejoran 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

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Referencias

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