Fosfiny z funkcjonalizacją ylidową (YPhos)

Reakcje sprzęgania w łagodnych warunkach

Profesor Viktoria Gessner i współpracownicy z Uniwersytetu Ruhry w Bochum opracowali klasę fosfin podstawionych ylidami (YPhos), które zawierają nieporęczny podstawnik ylidowy związany bezpośrednio z atomem fosforu.^[1] Ligandy te są szczególnie bogate w elektrony, co pozwala na katalizowane palladem reakcje sprzęgania w wyjątkowo łagodnych warunkach reakcji. Umożliwiają one konwersję często trudnych chlorków arylowych z dobrą wydajnością i krótkim czasem reakcji. Na przykład, keyPhos (nr 913294) i joYPhos (nr 912042) doskonale sprawdzają się w aminacjach Buchwalda-Hartwiga w temperaturze pokojowej. JoYPhos również łatwo przekształca halogenki arylowe (w tym chlorki) za pomocą odczynników organolitowych, Grignarda i cynku. Najsilniejszy donor trYPhos (nr 913030) najlepiej nadaje się do trudnych alfa-arylacji.

Kluczowe zalety ligandów YPhos

• Łatwe sprzęganie halogenków arylowych, w szczególności chlorków arylowych
• Łagodne warunki reakcji<
• Wysoka aktywność w reakcjach sprzęgania krzyżowego C-N i C-C
• Sprzęganie odczynników organolitowych, magnezowych i cynkowych

Reprezentatywne zastosowania ligandów YPhos

keYPhos z grupą metylową w szkielecie ylowym jest cennym ligandem do katalizowanego palladem sprzęgania chlorków arylowych z pierwszorzędowymi i drugorzędowymi aminami alkilowymi i arylowymi w temperaturze pokojowej. Ligand dobrze współpracuje z powszechnie stosowanymi źródłami palladu, takimi jak Pd₂(dba)₃Pd(OAc)₂, [Pd(allyl)Cl]₂ lub [Pd(cinamyl)Cl]₂.^[2,3]

JoYPhos z grupą fenylową na podstawniku ylidowym jest również doskonałym ligandem do aminowania Buchwalda-Hartwiga^[4,5], jak również do reakcji sprzęgania C-C. Umożliwia niespotykane wcześniej bezpośrednie sprzęganie odczynników alkilolitowych z chlorkiem arylowym.^[6]

W tej serii, trYPhos jest najbardziej bogatym w elektrony ligandem YPhos i został uznany za aktywny w alfa-arylacji alifatycznych cyklicznych ketonów.^[7]  

Referencje

1. Scherpf T, Schwarz C, Scharf LT, Zur J, Helbig A, Gessner VH. 2018. Ylide-Functionalized Phosphines: Strong Donor Ligands for Homogeneous Catalysis. Angew. Chem. Int. Ed.. 57(39):12859-12864. https://doi.org/10.1002/anie.201805372

2. Weber P, Scherpf T, Rodstein I, Lichte D, Scharf LT, Gooßen LJ, Gessner VH. 2019. A Highly Active Ylide-Functionalized Phosphine for Palladium-Catalyzed Aminations of Aryl Chlorides. Angew. Chem. Int. Ed.. 58(10):3203-3207. https://doi.org/10.1002/anie.201810696

3. Scharf LT, Rodstein I, Schmidt M, Scherpf T, Gessner VH. 2020. Unraveling the High Activity of Ylide-Functionalized Phosphines in Palladium-Catalyzed Amination Reactions: A Comparative Study with ^CyJohnPhos and PtBu₃. ACS Catal.. 10(2):999-1009. https://doi.org/10.1021/acscatal.9b04666

4. Tappen J, Rodstein I, McGuire K, Großjohann A, Löffler J, Scherpf T, Gessner VH. 2020. Palladium Complexes Based on Ylide-Functionalized Phosphines (YPhos): Broadly Applicable High-Performance Precatalysts for the Amination of Aryl Halides at Room Temperature. Chem. Eur. J.. 26(19):4281-4288. https://doi.org/10.1002/chem.201905535

5. Rodstein I, Prendes DS, Wickert L, Paaßen M, Gessner VH. 2020. Selective Pd-Catalyzed Monoarylation of Small Primary Alkyl Amines through Backbone-Modification in Ylide-Functionalized Phosphines (YPhos). J. Org. Chem.. 85(22):14674-14683. https://doi.org/10.1021/acs.joc.0c01771

6. Scherpf T, Steinert H, Großjohann A, Dilchert K, Tappen J, Rodstein I, Gessner VH. 2020. Efficient Pd-Catalyzed Direct Coupling of Aryl Chlorides with Alkyllithium Reagents. Angew. Chem. Int. Ed.. 59(46):20596-20603. https://doi.org/10.1002/anie.202008866

7. Hu X, Lichte D, Rodstein I, Weber P, Seitz A, Scherpf T, Gessner VH, Gooßen LJ. 2019. Ylide-Functionalized Phosphine (YPhos)-Palladium Catalysts: Selective Monoarylation of Alkyl Ketones with Aryl Chlorides. Org. Lett.. 21(18):7558-7562. https://doi.org/10.1021/acs.orglett.9b02830