Aminación cu-catalizada a temperatura ambiente de bromuros de arilo habilitada por el diseño de ligandos guiado por...

Área de la Ciencia:

• Química organometálica
• Catálisis
• Síntesis orgánica

Sus antecedentes:

• Las reacciones de acoplamiento C-N de tipo Ullmann ofrecen una alternativa a los métodos catalizados por paladio, utilizando cobre menos costoso.
• Los diseños de ligandos de cobre existentes a menudo requieren condiciones duras, lo que limita su aplicación con moléculas complejas.
• Los ligandos aniónicos han demostrado ser prometedores, pero requieren un mayor desarrollo para una utilidad más amplia.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos ligandos aniónicos para reacciones de acoplamiento C-N catalizadas por cobre.
• Para lograr condiciones de reacción suaves, incluido el funcionamiento a temperatura ambiente.
• Ampliar el ámbito de aplicación de los sustratos, en particular para los bromuros de arilo complejos y las aminas alquilo.

Principales métodos:

• Diseño y síntesis de los ligandos aniónicos N1, N2-diarilbenceno-1,2-diamina.
• Reacciones de aminación catalizadas por cobre de bromuros de arilo con varias aminas alquilo.
• Cálculos de la Teoría Funcional de Densidad (DFT) para guiar el diseño del ligando y comprender los mecanismos de reacción.
• Optimización de las condiciones de reacción para la suavidad y la eficiencia.

Principales resultados:

• Desarrollo de ligandos aniónicos de N1, N2-diarilbenceno-1,2-diamina que promueven una eficiente aminación catalizada por Cu de bromuros de arilo en condiciones suaves.
• Acoplamiento exitoso de diversos bromuros de arilo/heteroarilo y alquilaminas, incluidos los productos farmacéuticos funcionalizados, a temperatura ambiente.
• Los cálculos de DFT revelaron que los ligandos aumentan la densidad de electrones en el cobre y estabilizan las especies activas de Cu.
• La modificación del ligando con un residuo de naftilo dio lugar a un aumento de la velocidad de 30 veces debido a una menor barrera de energía de adición oxidativa.

Conclusiones:

• Se ha establecido una nueva clase de ligandos aniónicos para el acoplamiento C-N catalizado por cobre.
• Estos ligandos facilitan la formación de enlaces C-N suaves y eficientes, expandiendo el alcance de las reacciones de tipo Ullmann.
• La metodología desarrollada es aplicable a sustratos complejos y tiene potencial para otras reacciones de acoplamiento cruzado catalizadas por cobre.