Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы 5
2.1. Общие закономерности реакций катализируемого палладием кросс- сочетания по Сузуки
2.1.1. Катализатор 7
2.1.1.1. Катализаторы на основе «безлигандного» палладия 7
2.1.1.2. Катализаторы на основе фосфиновых комплексов палладия 12
2.1.1.3. Комплексы палладия с нефосфиновыми лигандами 21
2.1.2. Влияние растворителей и сокатализаторов 22
2.1.2.1. Растворитель 22
2.1.2.2. Основание 24
2.1.2.3. Ионные добавки 29
2.1.3. Современные модификации реакции Сузуки 32
2.1.3.1. Рециклизация и многократное использование катализатора 33
2.1.3.2. Новые методы активации и проведения реакций 34
2.2. Синтез кетонов по реакциям ацилдеборирования бор-органических соединений, катализируемым палладием
2.2.1. Реакции хлорангидридов карбоновых кислот 41
2.2.2. Реакции ангидридов карбоновых кислот 44
2.2.3. Реакции сложных эфиров карбоновых кислот и их серосодержащих аналогов
2.2.4. Синтез кетонов карбонилированием системы арилгалогенид -борорганическое соединение
3. Обсуждение результатов 56
3.1. Катализируемые палладием реакции арилборных соединений с хлорангидридами карбоновых кислот
3.1.1. Ацилдеборирование тетраарилборатов натрия и арилборных кислот в безводных средах
3.1.2. Ацилдеборирование Ph4BNa и АгВ(ОН)г в водноорганических средах
3.1.3. Ацилдеборирование борорганических соединений бензойным ангидридом
3.1.4. О механизме катализируемого палладием ацилдеборирования 64
3.2. Новые каталитические системы для реакции Сузуки 67
3.3. Исследование региоселективности реакции Сузуки в воде 88
4. Экспериментальная часть 97
4.1. Оборудование и реактивы 97
4.2. Реакция бензоилхлорида с A^BNa в безводных средах 101
4.3. Синтез несимметричных фенил-кетонов по реакции бензоилхлорида с арилборными кислотами в безводной среде
4.4. Реакция бензоилхлорида с PluBNa и АгВ(ОН)г в водно-органических средах
Выводы 140
Литература 141
- Катализаторы на основе «безлигандного» палладия
- Синтез кетонов по реакциям ацилдеборирования бор-органических соединений, катализируемым палладием
- Ацилдеборирование тетраарилборатов натрия и арилборных кислот в безводных средах
- Реакция бензоилхлорида с A^BNa в безводных средах
Введение к работе
Катализируемые переходными металлами реакции кросс-сочетания
элементорганических соединений с органическими электрофилами быстро приобретают значение одного из наиболее универсальных и удобных методов образования новой связи углерод-углерод и углерод-гетероатом. Как правило, синтетические методы, основанные на катализе переходными металлами, отличаются высокими скоростями реакций, высокой селективностью по требуемому направлению, малым количеством побочных продуктов, легкостью выделения и очистки продуктов, простотой экспериментальных методик и, как следствие, экономичностью. Данные методы широко используются в тонком органическом синтезе биологически активных и фармацевтических препаратов, в технологии жидких кристаллов и в процессах элементорганической химии.
Хотя каталитической активностью в реакциях органических электрофилов с нуклеофилами обладают многие переходные металлы, наибольшее распространение получили методы на основе палладия. В настоящее время известны и широко применяются в синтетической практике следующие превращения - реакция Кумады (магнийорганические соединения), Негиши (органические соединения цинка, алюминий и циркония), Сузуки (борорганические соединения), Стилле (оловоорганические соединения), Хийамы (кремнийорганические соединения), Бухвальда-Хартвига (амины, спирты и тиолы), Хека (олефины), Соногаширы (терминальные ацетилены). Реакция Сузуки занимает в этом ряду особое место из-за исключительно ценных в практическом отношении свойств борорганических соединений, в первую очередь арилборных кислот. Для них разработаны удобные и надежные методы синтеза, причем допустимым оказывается практически любой набор функциональных заместителей. Они отличаются стабильностью, могут храниться как обычные реактивы - для этого не требуется, как для большинства классов элементорганических соединений, исключать присутствие воды и воздуха. Реакции с их участием протекают быстро и с высокими выходами целевых продуктов. Относительная устойчивость позволяет использовать простые приемы работы с ними, в том числе проведение реакций в водных растворах в присутствии кислорода воздуха.
Они нетоксичны, также как нетоксичны побочные продукты реакций кросс-сочетания. Все эти факторы делают метод кросс-сочетания по Сузуки очень ценным как с синтетической, так и экономической точек зрения.
Метод интенсивно развивается по нескольким направлениям. Во-первых, его возможности расширяются за счет использования новых классов органических электрофилов. Во-вторых, большое количество исследований посвящено разработке новых катализаторов, которые дают возможность вводить в реакции кросс-сочетания с высокой скоростью малоактивные субстраты, такие, как арилхлориды. В последние несколько лет на основе пространственно затрудненных бифенил- и алкилфосфинов, палладациклов, пинцетных и карбеновых комплексов палладия предложены высокоэффективные катализаторы реакции Сузуки. Однако из-за сложности синтеза эти лиганды и комплексы остаются малодоступными. Поэтому разработка модификаций реакции Сузуки с использованием простых и доступных катализаторов остается важной и актуальной научной задачей.
Целью настоящей работы является исследование катализируемых палладием реакций хлорангидридов карбоновых кислот с борорганическими соединениями и разработка новых эффективных каталитических систем для реакции Сузуки на основе доступных лигандов и соединений палладия.
2. Обзор литературы
В настоящее время метод кросс-сочетания по Сузуки стал одним из наиболее значимых методов создания новой связи углерод-углерод и интенсивно применяется для решения широкого круга синтетических задач [1,2]. Как уже отмечалось, поиск ведется как по направлению использования новых классов реагентов, так и создания новых высокоэффективных каталитических систем.
В первой части обзора литературы с позиций механизма рассмотрено влияние различных факторов на протекание реакции Сузуки. Вторая часть обзора посвящена новой реакции катализируемого палладием ацилдеборирования борорганических соединений и синтезу несимметричных кетонов на ее основе.
Катализаторы на основе «безлигандного» палладия
Самым простым источником палладия являются его неорганические соли, такие как PdCh или Pd(OAc)2. Они могут быть эффективно использованы для реакций АгВ(ОН)г и Pf BNa с арилиодидами, арилбромидами и активированными арилхлоридами [3-5]. Реакция протекает в присутствии основания, полная конверсия арилиодидов наблюдается, как правило, через 10-15 мин. Бромарены и активированные хлорарены реагируют в пределах 5 ч [3]. Эфирные растворители, такие как ТГФ или ДМЭ, а также ДМСО и ДМФ дают средние выходы, неполярные растворители обеспечивают только низкие скорости реакции и незначительные выходы продуктов, возможно, из-за затрудненного массопереноса [5]. В пиридине реакция протекает с меньшей скоростью, чем в воде или спирте, но также обеспечивает количественную конверсию реагентов [6]. Хорошие результаты дает использование водноорганических систем, особенно гомогенных [4], или межфазных переносчиков, таких как четвертичные аммониевые и фосфониевые соли, краун-эфиры или криптанды [7]. Катализатор показывает высокую активность - авторы [3] сообщают, что реакция м-бромобензойной кислоты с тетрафенилборатом натрия проходит в воде при 100 С полностью на 0.0004 мол.% PdCl2 за 4 ч, что соответствует TON = 2.5 105 и TOF = 6.3x104 ч"1. Как показано авторами [5], система нечувствительна к присутствию кислорода воздуха.
Основным недостатком, ограничивающим применимость «безлиганд-ного» палладия, является его дезактивация вследствие выпадения черни при реакциях с малоактивными в окислительном присоединении субстратами. В этом случае увеличение количества катализатора приводит к обратному эффекту и понижает выход продукта кросс-сочетания [8], видимо, за счет роста концентрации свободного Pd(0) и увеличения скорости его коагуляции.
Очевидно, процессы кросс-сочетания и коагуляции с последующим образованием Pd-черни протекают параллельно, особенно при значительных глубинах превращения. Промежуточным состоянием палладия при образовании седиментационно неустойчивой Pd-черни является образование зародышей или т.н. наночастиц. Согласно представлениям коллоидной химии, из-за малого размера эти образования содержат значительное количество атомов с неполной валентностью, что обуславливает их термоди-намическую нестабильность и существенно большую реакционную способность по сравнению с макрофазами [12, с.24]. Замедлить рост и коагуляцию наночастиц можно введением веществ - стабилизаторов поверхности. Обычно для этого применяются ПАВ, вещества амфифильной природы, а также заряженные частицы, обладающие кроме того высоким потенциалом абсорбции на поверхности [12, с.260].
При варьировании условий получаются частицы разного размера -увеличение концентрации ПАВ, восстановителя или плотности катодного тока способствует образованию частиц меньшего размера [19].
Каталитическое поведение таких агломератов существенно отличается от такового для «безлигандного» палладия, генерируемого из его простых солей. Из опубликованных к настоящему времени вариантов максимальную активность проявляют золи палладия, стабилизированные циклодекстрином [18].
При использовании этого катализатора фенилборная кислота арилирует иодоарены и бромоарены с активирующими группами в кипящем водном ацетонитриле за 2 ч с количественными выходами. Таким образом, активность катализаторов на основе золей Pd оказывается воспроизводимо ниже, чем для гомогенного «безлигандного» палладия. Авторами [14] показано, что скорость реакций кросс-сочетания прямо коррелирует с количеством поверхностных атомов с неполной валентностью.
Однако, помимо общего понижения активности, при переходе к гетерогенному катализу наблюдается ряд присущих только ему эффектов. На примере модельной реакции фенилборной кислоты и иодбензола на наночастицах Pd было показано, что зависимость скорости реакции от размера частиц имеет вид кривой с максимумом при 3.9 нм (14-15 слойные частицы, доля атомов с неполной валентностью - 8-Ю %) [14]. DMA-H20 (20:1), 24 ч При увеличении количества катализатора выход продукта можно довести до количественного даже в случае дезактивированных арилхлоридов. При использовании бромидов и особенно иодидов наблюдается снижение препаративных выходов из-за существенного ускорения конкурирующих процессов: восстановления арилгалогенидов до аренов, а также сдваивания и образования продуктов гомосочетания [24]. Кроме того, несмотря на высокий суммарный выход продукта кросс-сочетания, электронодефицитные арилгалогениды (в т.ч. бромиды и иодиды) реагируют медленнее, чем с донорными заместителями [26], причем последняя закономерность воспроизводится на всех вариантах гетерогенных бесфосфиновых палладиевых катализаторов - как на угле [24], так и на глиноземе [26,27]. Предполагается, что причиной более высокой каталитической активности гетерогенного палладия в отношении хлоридов и аномального поведения в отношении электронодефицитных арилгалогенидов является взаимодействие -электронной системы ароматического кольца с поверхностью при абсорбции, при этом палладий матрицы вызывает перераспределение электронной плотности в кольце, активируя либо дезактивируя связи и группы [23]. Отмечается, что подобные эффекты в гомогенном варианте невозможны.
В настоящее время в синтетической практике основным источником палладия являются его комплексы с фосфинами, такие как Р(1(РРпз)4, Р(1СЬ(РРЬз)2, PdCbdppf и т.д. [1]. Фосфины образуют стабильные комплексы с палладием в обеих степенях окисления 0 и +2 и предотвращают преждевременную коагуляцию и дезактивацию палладия. Кроме того, варьирование их позволяет достигать высокой активности каталитических систем, в т.ч. по отношению к «проблемным» субстратам.
Механизм кросс-сочетания с использованием фосфиновых комплексов палладия подробно изучен [30-37]. Pd(0) образует с трифенилфосфином комплексы состава до 1:4 включительно, причем лиганды подвергаются быстрому обмену - даже при соотношении металл-лиганд 1:10 в спектре ЯМР 31Р наблюдается только один уширенный сигнал [30]. Если в качестве предшественника использовался комплекс Pd(Il), для перевода в активную форму комплекс восстанавливается нуклеофилом или трифенилфосфином. При помощи кинетических исследований было установлено, что основной каталитически активной формой является Рс1(0)(РРЬз)2, которая образуется при диссоциации комплексов с большим содержанием фосфина, таких как Р(1(РРЬз)4 [35]. Избыточные количества фосфина затрудняют окислительное присоединение из-за уменьшения равновесной концентрации Р(1(0)(РРпз)г [30,36] - при использовании Рс1(РРЬз)4 скорость окислительного присоединения в 30 раз меньше, чем в случае Рс1(0)(РРпз)2, который образуется при использовании PdCh(PPh3)2 [31].
Применение пространственно затрудненных фосфинов, которые, координируясь, не могут насытить координационную сферу Pd, как правило, приводит к более активным каталитическим формам [33], в современных синтетических методиках соотношение металл - введенный лиганд часто составляет от 1:1 до 1:1.2 [32]. Применение бидентатных лигандов оказывает ускоряющее действие на стадии восстановительного элиминирования, когда присутствие такого лиганда предопределяет цис-конфигурацию органических остатков в квадратном комплексе палладия RiR.2PdL2, облегчая образование С-С связи. Такие комплексы, как PdChdppf, PdChdppe, PdChdppp применяются в очень широком круге синтетических методик [38-44]. Каталитические формы также часто содержат в координационной сфере неорганические анионы [30,31,36].
Синтез кетонов по реакциям ацилдеборирования бор-органических соединений, катализируемым палладием
В качестве растворителя для проведения реакции предложены толуол [140-142,146], ТГФ [145] и ацетон [143,144]. На примере ацилдеборирования РЬдВЫа было обнаружено, что количественные выходы кетона наблюдаются при использовании ацетона и ТГФ, в ацетонитриле выход несколько снижается. При термической активации реакции [141] присутствие в реакционной смеси воды на уровне нескольких процентов ускоряет реакцию и увеличивает выход, при этом степень протекания побочной реакции гидролиза хлорангидрида до карбоновой кислоты незначительна. При проведении реакции в условиях воздействия MW-излучения присутствие воды вызывает ускоренный гидролиз ацилхлорида, выход кетона уменьшается [144].
Реакция была использована для широкого круга объектов, не было обнаружено никаких существенных ограничений в выборе хлорангидридов или борных кислот. Примеры разрыва связи С-0 в ходе окислительного присоединения до настоящего времени крайне немногочисленны - в качестве субстратов используются арилтрифлаты, а также замещенные аллил-карбонаты и аллил карбоксилаты [148].
Ранее при изучении механизма ацилдестаннилирования был выделен и охарактеризован стабильный комплекс бензоил-хлоро-бис(трифенилфосфи-но)-палладий. В спектре 3Р-ЯМР он имеет сдвиг 19.6 м.д., в то время как Pd(PPli3)4 дает резонансный сигнал при 25.4 м.д. [132]. По-видимому, основным инкрементом в изменении значения сдвига является появление Pd-C=0 связи. При растворении РсІ(РРЬз)4 и бензойного ангидрида в ТГФ также возникает сигнал при 19.8 м.д., что свидетельствует об образовании ацил-карбоксилато-комплекса палладия [150]. Окислительное присоединение в данном случае оказывается обратимым равновесным процессом, причем присутствие воды сдвигает равновесие в сторону образования PhCO-Pd-OCOPh - при содержании воды свыше 5-10 об.% сигнал аддукта становится основным.
Реакция протекает в присутствии 2-5 мол.% катализатора. При использовании Рс!(РРЬз)4 или Pd(PCy3)2 наблюдается количественная конверсия ангидрида в соответствующий несимметричный кетон, увеличение количества фосфина подавляет реакцию. В случае «безлиганд-ных» катализаторов Pd(OAc)2 и Pd(dba)2 кетоны не образуются. Исследование выполнялось методом ЯМР Н Однако, в то время как уксусный ангидрид активно вступает в катализируемые палладием реакции ангидридов, пивалевый ангидрид оказывается неактивным, либо реагирует только в минимальной степени. Кроме того, при реакции смешанного ангидрида, содержащего /-ВиСО-остаток, его переноса также не наблюдается. Это делает возможным активирование карбоновых кислот пивалевым ангидридом без протекания побочных реакций.
В последнем случае реальная стехиометрия реакции, по мнению авторов, включает частичный перенос Ph-группы из молекулы РЬзВ, который образуется в реакции PfviBNa. Влияние добавок, в т.ч. оснований и воды, на катализируемые палладием реакции ангидридов и арилборных кислот было изучено на примере полученных in situ смешанных ангидридов [150].
Наиболее высокие выходы наблюдаются при использовании в качестве катализатора генерированного in situ комплекса Рсі(ОАс)2-ЗРи-Виз, комплексы на основе трифенилфосфинов приводили только к низким выходам продукта кросс-сочетания. В качестве растворителей наиболее эффективным оказалось проведение реакции в полярных апротонных растворителях (NMP, ДМФА), в то время как в обычно используемых диоксане, ацетонитриле или толуоле продукт образовывался только в следовых количествах. Реакция протекает без основания.
Описывая методы каталитизируемых палладием реакций синтеза кетонов, невозможно не упомянуть реакцию трехкомпонентного кросс-сочетания, которая часто протекает при проведении реакции между элементорганическими соединениями и электрофилами в присутствии монооксида углерода, известную как «карбонилирование». В этом случае Ac-Pd-X образуется при взаимодействии СО с соединениями вида RPdX, образующимися из арилгалогенидов и Pd(0) [165].
Внедрение СО в ArPdX - обратимый процесс с быстроустанав-ливающимся равновесием, конкурирующий с процессами переметал-лирования. Для обычных давлений 1-3 атм при нормальной температуре равновесие в значительной степени сдвинуто в сторону образования Ac-Pd-X [165]. Однако, синтетические возможности метода сильно зависят от условий протекания реакции, которые в свою очередь определяют соотношение скоростей целевой и побочных реакций. Наиболее распростра ненными побочными превращениями являются: а) образование биарилов по Сузуки или Стилле, когда процесс внедрения СО в RPdX конкурирует с переметаллированием RPdX с нуклеофилом и б) образование карбоновых кислот и их производных, когда переметаллирование протекает медленно, и палладиевые интермедиаты получают возможность вступать в реакцию с растворителем (на схеме этот процесс представлен на примере взаимодействия с водой) или другими компонентами реакционной смеси [166-170].
Использование в качестве нуклеофилов оловоорганических соединений, когда скорости переметаллирования достаточно низки [165-167], позволяет в значительной степени подавить реакцию образования продукта кросс-сочетания.
Реализация этого процесса с использованием борорганических соединений осложнена высокими скоростями переметаллирования с ними в основных средах. Т.е. стержневой проблемой проведения реакций с борорганическими соединениями оказывается ускорение реакции внедрения СО в RPdX относительно переметаллирования со вторым компонентом. В работе [169] сообщается о влиянии различных факторов на выход продуктов конкурирующих реакций в системе трехкомпонентного кросс-сочетания иодбензола с фенилборной кислотой в присутствии СО в воде.
Ацилдеборирование тетраарилборатов натрия и арилборных кислот в безводных средах
Поиск оптимальных условий реакции (1) в безводных органических растворителях проведен на реагентах PfijBNa и PhCOCl; варьировалась природа катализатора, основания и растворителя (Табл.1). В присутствии 1 мол.% Pd(OAc)2 и 1.5 экв. КагСОз реакция легко протекает при комнатной температуре в ацетоне, 1,4-диоксане, ДМФА и ТГФ, давая за 4-6 ч бензофенон с выходом 79-96 %. В хлористом метилене, хлороформе, бензоле и толуоле, даже в присутствии основания и катализатора межфазного переноса (5мол.% n-BiuNBr), выход бензофенона не превышает 24 %.
В качестве основания, наряду с ЫагСОз, можно использовать КгСОз, К3РО4, Ва(ОН)2 и Ag2CCb. Во всех случаях осуществляется перенос всех Ph-групп PfoBNa. В отсутствие основания через 5 ч наблюдается образование 23 % кетона, что соответствует переносу только одной Ph-группы.
При использовании фосфиновых комплексов палладия РсЮЬ(РРЬз)2, PdChCdppf) или Pd(dba)2 скорость реакции по сравнению с катализом «безлигандным» палладием сильно уменьшается. Продуктами реакции оказываются бензофенон (с выходом 18-21 %, что соответствует переносу одной Ph-группы PbiBNa) и бензойный ангидрид, который не претерпевает никаких дальнейших превращений. Pd-чернь не катализирует реакцию.
В найденных оптимальных условиях: ацетон, NdiCOs, 1 мол.% Pd(OAc)2, 20 С, в реакцию с A BNa легко вступают хлорангидриды алканкарбоновых, сс,Р-ненасыщенных, замещенных бензойных и гетероциклических кислот (Табл.2).
Ароилхлориды, содержащие электронодонорные и слабые электроноакцепторные заместители, взаимодествуют с PhuBNa без осложнений. В случае 3-нитробензоилхлорида выход арил(З-нитрофенил)-кетонов составляет 59-64%, и среди продуктов реакции после обработки реакционной смеси обнаруживается 3-нитробензойная кислота.
При проведении реакций ацилдеборирования Ph4BNa методом ТСХ нами были зафиксированы все продукты последовательного переноса Ph-групп от атома бора - PlvjB, Ph2B(OH), PhB(OH)2, которые исчезают параллельно с конверсией хлорангидрида. Наряду с данными о стехиометрии реакции, это оказалось аргументом в пользу того, что арилборные кислоты также можно использовать в качестве борорганических соединений в реакциях ацилдеборирования. Поскольку арилборные кислоты с различными функциональными заместителями значительно легче доступны, чем тетраорганобораты, их использование очень перспективно с точки зрения синтеза несимметричных кетонов. При попытке использовать для ацилдеборирования арилборных кислот реакционную систему, с успехом апробированную для реакций A BNa, выяснилось, что в этом случае реакция протекает медленно и с низким выходом кетона (Табл. 3). Реакция 4-То1В(ОН)2 с PhCOCl в ацетоне при комнатной температуре в присутствии Na2C03 за 48 ч приводит к образованию 4-метилбензофенона с выходом 32 %:
Высокую эффективность в качестве оснований проявили KF и NaOAc. Хорошие результаты получены в присутствии трибутиламина, который образует в этих условиях легко растворимые аддукты с АгВ(ОН)2 и реакционная система остается гомогенной. Триэтиламин или пиридин оказались менее пригодными основаниями, т.к. в этих условиях они быстро образуют с PhCOCl малорастворимые в ацетоне аддукты PhCOCl Et3N и PhCOCl хРу. 3.1.2. Ацилдеборирование PhJ3Na и АгВЮШ? в водно-органических средах Нами найдено, что за счет добавок воды (в случае медленно гидролизующихся ацилхлоридов) продолжительность реакции ацилдеборирования можно значительно сократить (Табл. 4). В 80-90 %-ном водном ацетоне реакция (1) проходит за 1-1.5 ч. При содержании воды 50 об.% реакция завершается через 15 мин. Реакция протекает эффективно также в чистой воде без добавок органического растворителя.
В других смешивающихся с водой растворителях реакция осуществляется без осложнений. Напротив, в двухфазной системе толуол-вода, даже в присутствии межфазного переносчика, выход кетона существенно уменьшается, вероятно, из-за уменьшения скорости ацилдеборирования относительно побочных реакций гидролиза. В качестве основания могут быть использованы также К3РО4 и Ва(ОН)2. Проведение реакции без основания приводит через 5 ч к образованию бензофенона с выходом 29%. Неэффективные в безводных условиях катализаторы Рс1СІ2(РРЬз)г, Pd(dba)2 и Pd-чернь в водном ацетоне проявляют заметную активность, давая за 4-5 ч бензофенон с выходом 48-56 %.
Нами показано, что бензойный ангидрид при катализе «безлигандным» палладием реагирует с арилборными соединениями с образованием кетонов, при этом для переноса доступны обе бензоильные группы. Ранее [147,149] была показана возможность катализируемой фосфиновыми комплексами палладия реакции арилборных кислот с ангидридами карбоновых кислот (См. раздел 2.2.2. «Реакции ангидридов карбоновых кислот»), однако о возможности переноса обеих групп ранее не сообщалось.
При взаимодействии Ph BNa с бензойным ангидридом с первых минут реакции наблюдается выделение Pd-черни, и большую часть времени реакция протекает гетерогенно, образуя бензофенон с выходом 69 %. Добавление в реакционную смесь каталитических количеств бензоилхлорида затрудняет образование Pd-черни, и выход кетона увеличивается до количественного (98 %).
Согласно литературным данным [147], PhB(OH)2 взаимодействует с (РЬСО)гО при катализе фосфиновыми комплексами палладия в безводных условиях при 60-80 С за 16-36 ч, причем в реакции принимает участие только одна из двух бензоильных групп.
Нами обнаружено, что при катализе реакций арилборных соединений с PhCOCI в водно-ацетоновых средах комплексами PdCb(PPh3)2, Pd(dba)2 и Pd-чернью (Табл. 4) достаточно быстро образуется бензойный ангидрид (15-20 мин), при этом существенного образования кетона не наблюдается.
Реакция бензоилхлорида с A^BNa в безводных средах
В сосуд Шленка объемом 10 мл в атмосфере аргона поместили 0.12 мл (1 ммоль) бензоилхлорида, 0.09 г (0.26 ммоль) NaBPh», 0.159 г (1.5 ммоль) сухого Na2C03, 5 мл сухого ацетона и 0.0022 г (1 х 10"5 М, 1 мол.%) Pd(OAc)2. Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре 6 ч. Ход реакции контролировали методом ТСХ (гексан-эфир, 4:1). После окончания реакции смесь разбавили водой (20-25 мл) и экстрагировали (3 15 мл) эфиром. Объединенные органические вытяжки сушили над СаСЬ, эфир упарили на роторном испарителе и получили 0.174 г (96 %) бензофенона. Тпл. 47-48 С Лит. данные: Т 48-49 С [198]. Расчитано (С3Н10О): С: 79.12 %, Н: 5.49 %, найдено: С: 78.96 %, Н: 5.3 %. 5(200 МГц, ДМСО-с/б): 7.36(4Н, м, 3-Н), 7.45(2Н, т, J=7.81 Гц, 4-Н), 7.7(4Н, д, J=7.6 Гц, 2-Н). 2,4-Динитрофенилгидразон бензофенона готовили по следующей методике [199]. В сухой круглодонной колбе на 25 мл смешали 0.4 г 2,4-динитро-фенилгидразина и 10 мл этилового спирта, после чего медленно добавили 0.5 мл концентрированной серной кислоты. Смесь нагрели до получения прозрачного раствора, в горячий раствор добавили 0.2 г бензофенона. Через некоторое время (3-5 мин) при охлаждении выпал осадок гидразона. Т„л. 237-238 С. Лит. данные: Тпл. 238 С [198]. Расчитано (C19H14N4O4): С: 62.98 %, Н: 3.86 %, найдено: С: 62.71 %, Н: 3.85 %. 5(200 МГц, ДМСО- /б): 7.50-7.65(6Н, м, 3,4-Ph), 7.72(4Н, д, J=7.5 Гц, 2-Ph), 7.88(1Н, д, J=8.0 Гц, 6-Аг), 8.26(1Н, дд, J=1.8, 8 Гц, 5-Аг), 8.92(1Н, д, J=1.5 Гц, З-Аг).
В 10 мл сосуд Шленка в атмосфере аргона поместили 0.12 мл (1 ммоль) бензоилхлорида, 0.1426 г (1.05 ммоль) 4-толилборной кислоты, 5 мл сухого ацетона, 0.36 мл (1.5 ммоль) трибутиламина и 0.0022 г Pd(OAc)2. Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре 12 ч. Ход реакции контролировали методом ТСХ (гексан-эфир, 4:1). После окончания реакции смесь разбавили водой (20-25 мл) и экстрагировали (3 15 мл) эфиром. Объединенные органические вытяжки промыли разбавленным раствором (1:4) НС1 (3x15 мл), сушили над СаСЬ, эфир упарили на роторном испарителе и получили 0.145 г (74 %) 4-метилбензофенона.
По аналогичной методике проводили изучение влияния растворителя и основания на реакцию PhCOCl с арилборными кислотами (Табл. 3). В 10 мл сосуд Шленка в атмосфере аргона поместили 0.12 мл (1 ммоль) бензоилхлорида, 0.09 г (0.26 ммоль) NaBPh4, 1 мл 0.15 М водного раствора ЫагСОз, 4 мл ацетона и 0.1 мл 0.1 М водного раствора PdCk. Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре 1 ч. Ход реакции контролировали методом ТСХ (гексан-эфир, 4:1). После окончания реакции смесь разбавили водой (20-25 мл) и экстрагировали (3x15 мл) эфиром. Объединенные органические вытяжки сушили над СаСЬ, эфир упарили на роторном испарителе и получили 0.172 г (95 %) бензофенона.
По аналогичной методике проводили изучение влияния органического сорастворителя, основания и катализатора на реакцию PhCOCl с борорганическими соединениями в водно-органических средах (Табл. 4,5). В 10 мл сосуд Шленка в атмосфере аргона поместили 0.113 г (0.5 ммоль) бензойного ангидрида, 0.143 г (1.05 ммоль) 3-МеРпВ(ОН)г, 1 мл 0.15 М водного раствора ЫагСОз, 4 мл ацетона и 0.1 мл 0.1 М водного раствора PdCh. Реакционную смесь перемешивали при комнатной температуре 1 ч. Ход реакции контролировали методом ТСХ (гексан-эфир, 4:1). После окончания реакции смесь разбавили водой (20-25 мл) и экстрагировали (3x15 мл) эфиром. Объединенные органические вытяжки сушили над СаОг, эфир упарили на роторном испарителе и получили 0.184 г (94 %) 3-метилбензофенона. По аналогичной методике провели реакцию бензойного ангидрида с PMNa (0.09 г, 0.26 ммоль). Выход бензофенона 0.126 г (69 %). По аналогичной методике провели реакцию бензойного ангидрида с PhuBNa (0.118 г, 0.34 ммоль) в присутствии каталитических количеств бензоилхлорида (0.035 мл, 0.3 ммоль). Выход бензофенона 0.232 г (98 %).
