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Katalytische Alkylierung von Aminen mit Alkoholen. Hauptseminar - AC V Sven Hafke 12.6.2012. Gliederung. Vorkommen von Aminen in der Natur Organische Synthesemethoden Borrowing hydrogen process / Hydrogen autotransfer process Katalysatorsysteme 4.1 Grigg 4.2 Watanabe
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Katalytische Alkylierung von Aminen mit Alkoholen Hauptseminar - AC V Sven Hafke 12.6.2012
Gliederung Vorkommen von Aminen in der Natur Organische Synthesemethoden Borrowing hydrogen process/ Hydrogen autotransferprocess Katalysatorsysteme 4.1 Grigg 4.2 Watanabe 4.3 Fujita 4.4 Williams 4.5 Kempe 4.6 Katylsatorsysteme basierend auf anderen Metallen 5. Zusammenfassung
2. Organische Synthesemethoden • Darstellung mit Alkylhalogeniden • Darstellung über reduktive Aminierung • (Leuckart-Wallach-Reaktion) • Gabrielsynthese für primäre Amine, Hofmann Alkylierung, Buchwald-Hartwig-Kupplung, ...
2. Organische Synthesemethoden • Problematik: • keine selektive Reaktion • Mehrfachsubstitutionen • Toxizität der verwendeten Ausgangsmaterialien (Halogenalkane) • z.T. hohe Temperaturen und Drücke erforderlich • z.T. teure Ausgangsprodukte
3. Borrowing hydrogen process/ Hydrogen autotransferprocess R. Grigg, J.C.S. Chem. Comm.1981, 611-612 Y. Watanabe, TetrahedronLett. 1981, 22, 2667-2670
4.1 Grigg R. Grigg, J.C.S. Chem. Comm.1981, 611-612
4.1 Grigg Mit dem Katalysatorsystem RhH(PPH3)4wurden sehr hohe Ausbeuten erhalten
4.2 Watanabe Nachteil: hohe Reaktionstemperatur notwendig Reaktion verläuft nicht selektiv Y. Watanabe, TetrahedronLett. 1981, 22, 2667-2670
4.3 Fujita • Vorteile: • selektive Monoalkylierung, • Moderate Reaktionsbedingungen, • primäre und sekundäre Alkohle als Substrate, • nur Wasser als Nebenprodukt • Nachteil: • rel. hohe Katalysatorbeladung K.-i. Fujita, TerahedronLett. 2002, 4, 2691-2694
4.3 Fujita K.-i. Fujita, TerahedronLett.2008, 64, 1943-1954
4.4 Williams J.M.J Williams, Chem. Commun. 2007, 725-727 J.M.J Williams, Chem. Soc. 2009, 131, 1766-1774
4.5 Kempe Nachteil: starke Base nötig (KO-t-Bu), nur aromatische Amine und primäre Alkohole verwendbar Vorteil: Selektivität für aromatische Amine, nur Monoalkylierung, milde Reaktionsbedingungen (110 °C), nur Wasser als Nebenprodukt, niedrigerer Katalysatorbeladung B. Blank, M. Madalska, R. Kempe, Adv. Synth. Catal.2008, 350, 749-758 B. Blank, S. Michlik, R. Kempe, Adv. Synth. Catal.2009, 351, 2903-2911
4.5 Kempe Nachteil: starke Base nötig (KO-t-Bu), nur aromatische Amine und primäre Alkohole verwendbar Vorteil: Selektivität für aromatische Amine, nur Monoalkylierung, sowohl symetrische als auch unsymetrischeAlkylierung an aromatischen Diaminen möglich, sehr milde Reaktionsbedingungen (70°C) nur Wasser als Nebenprodukt S. Michlik, T. Hille, R. Kempe, Adv. Synth. Catal.2012, 354, 847-862
4.5 Kempe Un-/symetrischeAlkylierung von aromatischen Diaminen
4.5 Kempe Anwendungsbeispiel: un-/symetrischeAlkylierung von Dapson®
4.6 Katylsatorsysteme basierend auf anderen Metallen • [Cu(OAc)2] von Yus A. Martínez-Ascenio, D.J. Ramón, M. Yus, Tetrahedron2010, 12, 1336-1339 • [Pd/Fe2O3] von Shi Y. Zhang, X. Qi, X. Cui, F. Shi, Y. Deng, TetrahedronLett.2011, 52, 1334-1338
5. Zusammenfassung • Selektive Monoalkylierung möglich • Für verschiedene Substrate werden • verschiedene Katalysatorsysteme benötigt • Günstige Edukte (z.B. Alkohole) • relativ milde Reaktionsbedingungen • Einführung funktioneller Gruppen möglich • nur Wasser als Nebenprodukt • Nicht nur Ir/Ru basierte Katalysatoren in Entwicklung • Vielfältige Anwendungen möglich
Quellenangabe: • Vollhardt, K.P.C.; Schore, N.E.; Organische Chemie2005, 4. Auflage, Wiley-VCH • S. Bähn, S. Imm, L. Neubert, M. Zhang, H. Neumann and M. Beller; Chem. Cat. Chem. 2011, 3, 1853-1864 • R. Grigg, T.R.B. Mitchell, S. Sutthivaiyakitand N. Tongpenyai, J.C.S. Chem. Comm.1981, 611-612 • Y. Watanabe, Y. Tsuji, Y. Ohsugi, TetrahedronLett. 1981, 22, 2667-2670 • K.-i. Fujita, K. Yamamoto, R. Yamaguchi, TerahedronLett. 2002, 4, 2691-2694 • K.-i. Fujita, Y. Enoki, R. Yamaguchi, TerahedronLett.2008, 64, 1943-1954 • M.H.S.A. Hamid, J.M.J Williams, Chem. Commun. 2007, 725-727 • M.H.S.A. Hamid, C.L. Allen, G.W. Lamb, A.C. Maxwell, H.C. Maytum, A.J.A. Watson, J.M.J Williams, Chem. Soc. 2009, 131, 1766-1774 • B. Blank, M. Madalska, R. Kempe, Adv. Synth. Catal.2008, 350, 749-758 • B. Blank, S. Michlik, R. Kempe, Adv. Synth. Catal.2009, 351, 2903-2911 • S. Michlik, T. Hille, R. Kempe, Adv. Synth. Catal.2012, 354, 847-862 • A. Martínez-Ascenio, D.J. Ramón, M. Yus, Tetrahedron2010, 12, 1336-1339 • A. Martínez-Ascenio, D.J. Ramón, M. Yus, TetrahedronLett. 2010, 51, 325-327 • Y. Zhang, X. Qi, X. Cui, F. Shi, Y. Deng, TetrahedronLett.2011, 52, 1334-1338