理想的な基体の探求:ニッケル前触媒の合理的な設計により,軽度で均質なC-Nクロスカップリングが可能になる
Richard Y Liu1, Joseph M Dennis1, Stephen L Buchwald1
1Department of Chemistry, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts 02139, United States.
この研究は,トリエチラミン (TEA) を弱塩基として使用する効率的なC-Nクロスカップリング反応のための新しいニッケル前触媒を導入します. この進歩は,現在のパラジウム触媒方法の限界を克服し,より広い基板の範囲を提供します.
科学分野:
- 有機金属化学
- カタリシス
- 有機合成
背景:
- パラジウム触媒によるアミネーション反応は,異質な条件と弱い有機基を使用する際の制限に直面します.
- 均質なC-Nクロスカップリングには,通常,経済的なトライキラミンよりも強いベースが必要です.
- ニッケル触媒は,パラジウムに対する潜在的な利点にもかかわらず,有機塩基媒介の方法が開発されていない.
研究 の 目的:
- C−Nクロスカップリング反応のための新しいニッケル (II) 前催化剤を開発する.
- トライエチラミン (TEA) のような弱い,経済的な塩基の使用をニッケル触媒化アミネーションで可能にする.
- この新しい触媒システムのメカニズムを調査する.
主な方法:
- 電子欠乏バイデント酸フォスフィンのリガンドを用いた空気安定のNi (II) プリカタリストの設計と合成.
- TEAをベースとして用いるアリルトリフラートとアリルアミンのクロスカップリングにおけるプレカタリストの適用
- 密度関数理論 (DFT) の計算を用いて反応機構を明らかにする.
主要な成果:
- 開発されたNi ((II) 前催化剤は,TEAを用いてC-Nクロスカップリングを成功裏に媒介した.
- 触媒システムは,ステリカルに阻害され,機能群に敏感な基板に対する耐性を示した.
- DFT計算により,電子欠乏リガンドはNi結合アミンのpKaと還元性排除障壁を下げることが明らかになった.
- ルイス酸塩複合を防止するステリック因子は,触媒阻害を防止するために重要なことが判明した.
結論:
- 新しいNi ((II) 前催化剤は,TEAのような弱い有機基と効率的なC-Nクロスカップリングを可能にします.
- 触媒の設計と機械的な洞察は,既存のパラジウムベースの方法に価値ある代替案を提供します.
- この研究は,ニッケル触媒アミネーションの範囲を拡大し,将来の触媒開発の基盤を提供します.
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