Szybka synteza estrów aryloboronowych za pomocą katalizy Ir(I)

Kwasy aryloboronowe i estry są wykorzystywane do różnych transformacji, w szczególności do reakcji sprzęgania krzyżowego Suzuki-Miyaura. Reakcja ta jest wykorzystywana do selektywnego konstruowania wiązań C-C poprzez połączenie nukleofila boroorganicznego z odpowiednim halogenkiem arylowym, alkenilowym, alkilowym lub triflatem. Chociaż reakcja Suzuki-Miyaura stała się powszechna w społeczności syntetycznej, jednym z ograniczeń tej metody jest ograniczona zdolność dostępu do wymaganych gatunków boroorganicznych.

Historycznie, metody syntezy arylowych wiązań C-B opierały się na zastosowaniu bardzo zasadowych warunków reakcji lub substratów zawierających wstępnie sfunkcjonalizowane centra węglowe. Te niedociągnięcia wymagają dodatkowych kroków w celu ochrony wrażliwej funkcjonalności lub zainstalowania niezbędnego uchwytu funkcjonalnego przed utworzeniem wiązania C-B (Rysunek 1).

.

Rysunek 1. Klasyczne metody tworzenia wiązań C-B

Bezpośrednie tworzenie arylowych wiązań C-B z arylowych wiązań C-H stanowi zatem potężną strategię usprawniania syntezy tych użytecznych odczynników (Rysunek 2).¹

Rysunek 2. Bezpośrednia borylacja C-H katalizowana metalami

Bazując na swoich wcześniejszych pracach w tym obszarze,² Profesor John F. Hartwig opracował metodę bezpośredniej konwersji arylowych wiązań C-H do arylowych wiązań C-B przy użyciu katalizatora Ir(I) i B₂pin₂  (Rysunek 3).³ Ten potężny system wykazuje doskonałą regioselektywność, którą można przewidzieć za pomocą steryczności i prowadzi do szybkiej syntezy wysoce użytecznych estrów aryloboronowych.

Rysunek 3. Katalizowana przez Ir(I) arylowa borylacja C-H

Metoda ta zapewnia prostą i bezpośrednią drogę do estrów aryloboronowych, która w pełni unika stosowania bardzo zasadowych warunków reakcji i nie wymaga wielu etapów reakcji i manipulacji. Co ważne, reakcja ta wykorzystuje katalizatory i odczynniki, które są łatwo dostępne.

Referencje

1. Cho J. 2002. Remarkably Selective Iridium Catalysts for the Elaboration of Aromatic C-H Bonds. 295(5553):305-308. https://doi.org/10.1126/science.1067074

2. Chen H, Hartwig J. 1999. Catalytic, Regiospecific End‐Functionalization of Alkanes: Rhenium‐Catalyzed Borylation under Photochemical Conditions Angewandte Chemie International Edition. 38(22):3391-3393 .

3. Chen H. 2000. Thermal, Catalytic, Regiospecific Functionalization of Alkanes. 287(5460):1995-1997. https://doi.org/10.1126/science.287.5460.1995

4. Boller TM, Murphy JM, Hapke M, Ishiyama T, Miyaura N, Hartwig JF. 2005. Mechanism of the Mild Functionalization of Arenes by Diboron Reagents Catalyzed by Iridium Complexes. Intermediacy and Chemistry of Bipyridine-Ligated Iridium Trisboryl Complexes. J. Am. Chem. Soc.. 127(41):14263-14278. https://doi.org/10.1021/ja053433g

5. Mkhalid IAI, Barnard JH, Marder TB, Murphy JM, Hartwig JF. 2010. C?H Activation for the Construction of C?B Bonds. Chem. Rev.. 110(2):890-931. https://doi.org/10.1021/cr900206p