バックワルド・ハートウィグクロスカップリング Buchwald-Hartwig Cross Coupling

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バックワルド・ハートウィグクロスカップリング Buchwald-Hartwig Cross Coupling

2009/6/10
B, odos　有機反応データベース
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投稿者: Hiro

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概要

アリールハライド・アリールトリフラートとアミン・アルコキシド間の、パラジウム触媒によるクロスカップリング反応。dppf、BINAPのような二座配位子および強塩基の存在が反応促進の鍵となっている。

高価なパラジウム触媒を必要とするものの、求核置換反応では合成不可能なアリールアミン・アリールエーテルが直接合成できる数少ない方法論である。

医薬品・材料領域を始めとし、多官能基化芳香族化合物の潜在的需要はきわめて高く、最近開発された反応の中でも実用的なものの一つといえる。

基本文献

Paul, F.; Patt, J.; Hartwig, J. F. J. Am. Chem. Soc. 1994. 116, 5969. DOI:10.1021/ja00092a058
Guram, A. S.; Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc. 1994. 116, 7901. DOI:10.1021/ja00096a059
Guram, A.; Rennels, R.; Buchwald, S. Angew. Chem. Int. Ed., 1995 , 34, 1348. DOI: 10.1002/anie.199513481
Louie, J.; Hartwig, J. F. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 3609. doi:10.1016/0040-4039(95)00605-C

<Review>

Wolfe, J. P.; Wagaw, S.; Marcoux, J. F.; Buchwald, S. L. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 805. DOI: 10.1021/ar9600650
Harwig, J. F. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 852.
Hartwig, J. F. Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 2046. [abstract]
Hartwig, J. F. Pure. Appl. Chem. 1999, 71, 1417. doi:10.1351/pac199971081417
Prim, D. A.; Campange, J.-M.; Joseph, D.; Andrioletti, B. Tetrahedron 2002, 58, 2041. doi:10.1016/S0040-4020(02)00076-5
Hartwig, J. F. Synlett 2006, 1283. DOI: 10.1055/s-2006-939728
Hartwig, J. F. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1534. doi:10.1021/ar800098p
Surry, D. S.; Buchwald, S. L. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6338. doi:10.1002/anie.200800497
Surry, D. S.; Buchwald, S. L. Chem. Sci. 2011, 2, 27. doi:10.1039/c0sc00331j
Dorel, R.; Grugel, C. P.; Haydl, A. M. Angew. Chem. Int. Ed. 2019. doi:10.1002/anie.201904795

開発の歴史

1983年群馬大学の右田らはパラジウム触媒存在下、臭化ベンゼンとジエチルアミノトリブチルすずが反応し、アミノ化反応が進行することを報告した（右田反応：Kosugi, M.; Kameyama, M.; Migita, T. Chem. Lett., 1983, 927. DOI: 10.1246/cl.1983.927）。右田反応は本反応の原型であったにも関わらず、約10年ものあいだ全く注目されなかった。

Toshihiko Migita

1994年、米国の化学者HartwigらとBuchwaldらが独立して、右田反応の反応機構解明およびジエチルアミノトリブチルスズの反応内調製による簡便化を図った。その1年後、両者はアミノ化剤としてジエチルトリブチルスズを用いずアミンを用いる触媒反応を報告した。これを皮切りに新しい触媒の開発、基質一般性の拡大（各種アミン、フェノール誘導体、その他ヘテロ元素など）がHartwig、Buchwaldを含め世界中の化学者によって行われ、現在では医薬品合成にも用いられる最重要反応の１つとなっている。

Stephen L. BuchwaldとJohn F. Hartwig

反応機構

反応例

低反応性のアリールクロライドを用いる反応[1]

BINAPの大量合成法[2]:類似の条件は、リンや硫黄の導入にも用いることが可能。これらの場合には、それほど強力な塩基を必要としない。[2]

安価なアンモニアを窒素源とし、保護体を経ずにダイレクトにアニリン誘導体が合成可能。しかし強塩基が等量必要となってしまう欠点がある。[3]

水酸化物無機塩とのクロスカップリングを進行させる条件の開発によって、ダイレクトにフェノールの合成が可能 [3]

実験手順

実験のコツ・テクニック

参考文献

[1] Zim, D.; Buchwald, S. L. Org. Lett. 2003, 5, 2413. DOI: 10.1021/ol034561h
[2] Org. Synth. 2000, 76, 6.
[3] Shen, Q.; Hartwig, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10028. DOI: 10.1021/ja064005t
[4] Anderson, K. W.; Ikawa, T.; Tundel, R. E.; Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10694. DOI: 10.1021/ja0639719