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 4.3 Fujita 4.4 Williams 4.5 Kempe 4.6 Katylsatorsysteme basierend auf anderen Metallen 5. Zusammenfassung

1. Amine in der Natur

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 autotransfer process R. Grigg, J.C.S. Chem. Comm. 1981, 611-612 Y. Watanabe, Tetrahedron Lett. 1981, 22, 2667-2670

4. Katalysatorsysteme

4.1 Grigg Katalysator Zeit [h] Ausbeute [%] RhH(PPh3)4 4 97 IrCl(PPh3)3 5 87 RhCl(PPh3)3 8 92 RuH2(PPh3)4 48 15 R. Grigg, J.C.S. Chem. Comm. 1981, 611-612

4.1 Grigg Mit dem Katalysatorsystem RhH(PPH3)4 wurden sehr hohe Ausbeuten erhalten

4.2 Watanabe Nachteil: hohe Reaktionstemperatur notwendig Reaktion verläuft nicht selektiv Y. Watanabe, Tetrahedron Lett. 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, Terahedron Lett. 2002, 4, 2691-2694

4.3 Fujita K.-i. Fujita, Terahedron Lett. 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

4.4 Williams

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

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 unsymetrische Alkylierung 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-/symetrische Alkylierung von aromatischen Diaminen

4.5 Kempe Anwendungsbeispiel: un-/symetrische Alkylierung von Dapson®

4.6 Katylsatorsysteme basierend auf anderen Metallen [Cu(OAc)2] von Yus A. Martínez-Ascenio, D.J. Ramón, M. Yus, Tetrahedron 2010, 12, 1336-1339 [Pd/Fe2O3] von Shi Y. Zhang, X. Qi, X. Cui, F. Shi, Y. Deng, Tetrahedron Lett. 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 Chemie 2005, 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. Sutthivaiyakit and N. Tongpenyai, J.C.S. Chem. Comm. 1981, 611-612 Y. Watanabe, Y. Tsuji, Y. Ohsugi, Tetrahedron Lett. 1981, 22, 2667-2670 K.-i. Fujita, K. Yamamoto, R. Yamaguchi, Terahedron Lett. 2002, 4, 2691-2694 K.-i. Fujita, Y. Enoki, R. Yamaguchi, Terahedron Lett. 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, Tetrahedron 2010, 12, 1336-1339 A. Martínez-Ascenio, D.J. Ramón, M. Yus, Tetrahedron Lett. 2010, 51, 325-327 Y. Zhang, X. Qi, X. Cui, F. Shi, Y. Deng, Tetrahedron Lett. 2011, 52, 1334-1338

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