Catalizadores y ligandos Buchwald

Como químico, su trabajo se centra en descubrir nuevos productos químicos y sus aplicaciones prácticas. Apoyamos sus avances con una amplia cartera 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 ricos en electrones y sintonizables proporcionan sistemas catalizadores estables y reactivos, reduciendo las cargas de catalizador, los tiempos de reacción y eliminando la necesidad de agentes reductores, lo que permite nuevos métodos que no se pueden conseguir con las fuentes tradicionales de Pd.

Ligandos Buchwald

La importancia de la formación de enlaces C-N catalizada por Pd, conocida como aminación Buchwald-Hartwig, radica en su impacto transformador en la química orgánica, especialmente en la síntesis precisa de moléculas complejas. Buchwald y su equipo desarrollaron ligandos de fosfina biarílica que mejoran la eficacia, selectividad y versatilidad de la reacción. La primera generación de ligandos, como la diciclohexil fosfina dimetilamina, era eficaz para acoplar cloruros de arilo con aminas de alquilo. Las generaciones posteriores de ligandos, como XPhos y di-t-BuXPhos, demostraron una mayor actividad y versatilidad, especialmente en reacciones de acoplamiento con sustratos impedidos. El desarrollo de ligandos más voluminosos mejoró el rendimiento catalítico, consiguiendo mayores conversiones en acoplamientos C-N. El grupo de Buchwald también amplió los métodos de acoplamiento C-N explorando la N-arilación catalizada por cobre de imidazoles y otros heterociclos.

Precatalizadores Buchwald Gen 1

Los precatalizadores Buchwald de primera generación utilizan ligandos basados en 2-feniletan-1-amina, mejorando la estabilidad tanto en solución como en fase sólida. Estos precatalizadores son estables al aire y a la humedad y ofrecen la ventaja clave de generar especies activas de Pd(0) sin necesidad de aditivos exógenos. En presencia de una base, el catalizador LPd(0) se forma in situ mediante eliminación reductora, produciendo indolina como subproducto. Si bien la eliminación reductora promovida por bases del LPd(II) a LPd(0) e indolina puede lograrse a temperatura ambiente o inferior,¹ a menudo se emplean temperaturas más elevadas, en particular cuando se utilizan bases más débiles para desprotonar el ligando 2-feniletan-1-amina, para promover la generación de las especies catalíticas activas. 

La eliminación reductiva del LPd(II) a LPd(0) e indolina puede lograrse a temperatura ambiente o inferior.

Precatalizadores Buchwald Gen 2

Los precatalizadores y ligandos Buchwald son catalizadores voluminosos y ricos en electrones basados en dialquilbiarilfosfina que mejoran la reactividad en reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por Pd. Se utilizan ampliamente en la síntesis de fármacos, productos naturales y polímeros. La estructura del ligando dialquilbiarilo es crucial para la eficacia del catalizador. Los precatalizadores de segunda generación utilizan un 2-aminobifenilo en lugar de 2-feniletan-1-amina como ligando de amina alifática original, lo que ofrece una reactividad mejorada con bases más débiles (como fosfatos o bases de carbonato débiles), permitiendo a menudo temperaturas de activación más bajas. Esta reactividad mejorada se debe a la mayor acidez de la amina aromática unida al paladio en los precatalizadores G2 en relación con la amina alifática en los catalizadores G1.² Entre las características clave se incluyen la estabilidad en el aire, la alta eficiencia, las condiciones de reacción suaves, los tiempos de reacción cortos y las cargas de catalizador bajas. Estos precatalizadores se han aplicado con éxito en reacciones de acoplamiento cruzado Suzuki, obteniéndose excelentes resultados.

Precatalizadores Buchwald Gen 3 y 4

Los precatalizadores Buchwald G3 y G4 son complejos de paladio avanzados y estables diseñados para reacciones de acoplamiento cruzado, que permiten la formación de varios enlaces (C-C, C-N, C-O, C-F, C-CF3 y C-S). Estos precatalizadores ofrecen una gran estabilidad, buena solubilidad y, a menudo, permiten cargas de catalizador más bajas y tiempos de reacción más cortos en comparación con los precatalizadores anteriores.³ La generación G3 mejora las generaciones anteriores dando cabida a ligandos más voluminosos y mejorando la solubilidad y la estabilidad mediante el uso de un ligando mesilato en lugar de un ligando cloruro. El precatalizador G4 avanza aún más incorporando N-metil-2-aminobifenilo como amina madre, produciendo el subproducto más benigno, N-metil carbazol (en lugar de carbazol) durante la activación. Ambas generaciones son eficaces en una amplia gama de aplicaciones de acoplamiento, tales como reacciones de Suzuki-Miyaura, aminocarbonilaciones y N-arilaciones, demostrando una amplia utilidad en química sintética. 

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Precatalizadores Buchwald Gen 6

Los precatalizadores Buchwald son esenciales para generar especies L-Pd(0) activas en reacciones de acoplamiento cruzado, con cinco generaciones (G1 a G5) que presentan variaciones en los ligandos y aniones N,C-quelantes. Los precatalizadores G6, clasificados como complejos de adición oxidativa (OAC), mantienen ventajas como la estabilidad térmica y al aire, al tiempo que ofrecen beneficios adicionales como la activación sin bases, una mayor reactividad y una síntesis simplificada, evitando además la generación de subproductos de carbazol durante la activación del catalizador.^4,5 Los precatalizadores G6 permiten un diseño versátil, acomodando ligandos voluminosos y mejorando la solubilidad y la estabilidad.⁶ Son eficaces en la formación de una variedad de enlaces (C-C, C-N, C-O, C-F, y C-S) con reactividad y rendimientos mejorados en comparación con generaciones anteriores.

Catalizadores G6 son eficaces en la formación de una variedad de enlaces (C-C, C-N, C-O, C-F, y C-S) con reactividad y rendimientos mejorados en comparación con generaciones anteriores.