Condensación de Ullmann
| Condensación de Ullmann | |
|---|---|
| Llamado en honor a | Fritz Ullmann |
| Tipo de reacción | Reacción de acoplamiento |
| Identificadores | |
| Portal de química orgánica | reacción de ullmann |
| Identificación de ontología RSC | Número de receta: 0000081 |
La condensación de Ullmann o reacción de tipo Ullmann es la conversión de haluros de arilo en éteres de arilo, tioéteres de arilo, nitrilos de arilo y aminas de arilo promovida por cobre. Estas reacciones son ejemplos de reacciones de acoplamiento cruzado . [1]
Las reacciones de tipo Ullmann son comparables a las reacciones de Buchwald-Hartwig, pero normalmente requieren temperaturas más altas. Tradicionalmente, estas reacciones requieren disolventes polares de alto punto de ebullición, como N -metilpirrolidona , nitrobenceno o dimetilformamida , y temperaturas elevadas (a menudo superiores a 210 °C) con cantidades estequiométricas de cobre. Se requiere que los haluros de arilo sean activados por grupos atractores de electrones . Las reacciones tradicionales de estilo Ullmann utilizaban polvo de cobre "activado", por ejemplo, preparado in situ mediante la reducción de sulfato de cobre con metal de zinc en agua caliente. La metodología mejoró con la introducción de catalizadores de cobre solubles soportados por diaminas y ligandos de acetilacetonato. [1]
Síntesis de éter de Ullmann: acoplamiento de CO
Un ejemplo de la síntesis tradicional de éter de Ullmann es la preparación de p-nitrofenil fenil éter a partir de 4-cloronitrobenceno y fenol . [2]
- O2NC6H4Cl + C6H5OH + KOH → O2NC6H4O − C6H5 + KCl + H2O
El cobre se utiliza como catalizador, ya sea en forma de metal o de sales de cobre. Las arilaciones modernas utilizan catalizadores de cobre solubles. [3]
Reacción de Goldberg: acoplamiento CN
Una reacción tradicional de Goldberg implica la reacción de una anilina con un haluro de arilo. El acoplamiento del ácido 2-clorobenzoico y la anilina es ilustrativo: [4]
- C6H5NH2 + ClC6H4CO2H + KOH → C6H5N ( H ) −C6H4CO2H + KCl + H2O
Un catalizador típico se forma a partir de yoduro de cobre (I) y fenantrolina . La reacción es una alternativa a la reacción de aminación de Buchwald-Hartwig .
Los yoduros de arilo son agentes arilantes más reactivos que los cloruros de arilo, siguiendo el patrón habitual. Los grupos atractores de electrones en el haluro de arilo también aceleran el acoplamiento. [5]
Reacción de Hurtley: acoplamiento CC
El nucleófilo también puede ser carbono, incluidos los carbaniones y el cianuro . En la reacción tradicional de Hurtley , los nucleófilos de carbono se derivaban del éster malónico y otros compuestos dicarbonílicos: [6]
- Z 2 CH 2 + BrC 6 H 4 CO 2 H + KOH → Z 2 C (H) −C 6 H 4 CO 2 H + KBr + H 2 O (Z = CO 2 H)
Los acoplamientos cruzados CC catalizados por Cu más modernos utilizan complejos de cobre solubles que contienen ligandos de fenantrolina. [7]
Acoplamiento C–S
La arilación de alquiltiolatos se produce por intermediación de tiolatos cuprosos. [8]
Mecanismo de las reacciones de tipo Ullmann
En el caso de las reacciones de tipo Ullmann (aminaciones, eterificaciones, etc. de haluros de arilo), las conversiones involucran alcóxido de cobre (I), amidas de cobre (I) y tiolatos de cobre (I). El reactivo de cobre (I) puede generarse in situ a partir del haluro de arilo y del metal cobre. Incluso las fuentes de cobre (II) son efectivas en algunas circunstancias. Se han desarrollado varias innovaciones con respecto a los reactivos de cobre. [1]
Estos compuestos de cobre (I) reaccionan posteriormente con el haluro de arilo en una reacción de metátesis neta:
- Ar−X + CuOR → Ar−OR + CuX
- Ar−X + CuSR → Ar−SR + CuX
- Ar−X + CuNHR → Ar−NHR + CuX
En el caso del acoplamiento CN, los estudios cinéticos implican una reacción de adición oxidativa seguida de eliminación reductora de los intermedios Cu(III) ( L n = uno o más ligandos espectadores ): [9]
- ROCuAr(X)L n → RO−Ar + CuL n
Historia
La síntesis del éter de Ullmann recibe su nombre en honor a su inventor, Fritz Ullmann . [10] La reacción de Goldberg correspondiente recibe su nombre en honor a Irma Goldberg . [11] La reacción de Hurtley, que implica la formación de enlaces C-C, recibe también su nombre en honor a su inventor. [6]
Referencias
- ^ abc Florian Monnier, Marc Taillefer (2009). "Minirevisión de reacciones de acoplamiento catalítico de tipo Ullmann de CC, CN y CO". Angewandte Chemie International Edition . 48 (38): 6954–71. doi :10.1002/anie.200804497. PMID 19681081.
- ^ Ray Q. Brewster; Theodore Groening (1934). "Éter de p-nitrodifenilo". Org. Synth . 14 : 66. doi :10.15227/orgsyn.014.0066.
- ^ Buck, Elizabeth; Song, Zhiguo J. (2005). "Preparación de 1-metoxi-2-(4-metoxifenoxi)benceno". Organic Syntheses . 82 : 69. doi :10.15227/orgsyn.082.0069.
- ^ CFH Allen, GHW McKee (1939). "Acridona". Síntesis orgánicas . 19 : 6. doi : 10.15227/orgsyn.019.0006.
- ^ HB Goodbrand; Nan-Xing Hu (1999). "Catálisis acelerada por ligando de la condensación de Ullmann: aplicación a triarilaminas conductoras de huecos". Journal of Organic Chemistry . 64 (2): 670–674. doi :10.1021/jo981804o.
- ^ de William Robert Hardy Hurtley (1929). "Reemplazo de halógeno en ácido orto -bromobenzoico". J. Chem. Soc. : 1870. doi :10.1039/JR9290001870.
- ^ Antoine Nitelet, Sara Zahim, Cédric Theunissen, Alexandre Pradal, Gwilherm Evano (2016). "Cianación de yoduros de alquenilo catalizada por cobre". Org. Synth . 93 : 163. doi : 10.15227/orgsyn.093.0163 .
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ^ Roger Adams, Walter Reifschneider, Aldo Ferretti (1962). "1,2-bis (N-butiltio) benceno". Org. Sintetizador . 42 : 22. doi : 10.15227/orgsyn.042.0022.
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ^ Ramesh Giri; Andrew Brusoe; Konstantin Troshin; Justin Y. Wang; Marc Font; John F. Hartwig (2018). "Mecanismo de la síntesis de biaril éter de Ullmann catalizada por complejos de ligandos aniónicos: evidencia de la reacción de yodoarenos con intermedios aniónicos CuI ligados". J. Am. Chem. Soc . 140 (2): 793–806. doi :10.1021/jacs.7b11853. PMC 5810543. PMID 29224350 .
- ^ Fritz Ullmann, Paul Sponagel (1905). "Ueber die Phenylirung von Phenolen". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft . 38 (2): 2211–2212. doi :10.1002/cber.190503802176.
- ^ Irma Goldberg (1906). "Ueber Phenylirungen bei Gegenwart von Kupfer als Katalysator". Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft . 39 (2): 1691–1692. doi :10.1002/cber.19060390298.
