Entwicklung katalytischer Kreuzkupplungs - eDiss - Georg-August ...

Allgemeiner Teil
1.3.3 Direkte Arylierung von Heterocyclen
Die modulare Synthese und Funktionalisierung heterocyclischer Verbindungen sind von
großer Relevanz für die medizinische Chemie sowie in den Materialwissenschaften. 140 Eine
moderne Variante, welche diese Anforderungen adressiert, stellt die palladiumkatalysierte
direkte C–H-Bindungsfunktionalisierung heterocyclischer Verbindungen dar. 11 Seit der
ersten intermolekularen direkten Arylierung eines Imidazols im Jahr 1984, wurden zahlreiche
heterocyclische Verbindungen im Sinne einer direkten C–H-Bindungsaktivierung
funktionalisiert, um zusätzliche synthetische Anstrengungen zur Darstellung halogenierter
oder metallierter Ausgangsmaterialien zu vermeiden. 1 ,141 Pionierarbeiten von Ohta 142
stimulierten etliche Forschungsgruppen zur Untersuchung elektronenreicher, 11 als auch
elektronenarmer 143 Heterocyclen in direkten Arylierungsreaktionen. Daugulis 144 zeigte eine
direkte Arylierung verschiedener Heterocyclen mit Iodarenen 28 auf, die ausschließlich durch
Kupfer(I)-iodid katalysiert wurde. 145 Dem vorteilhaften Einsatz eines preiswerten Kupfersalzes
stand jedoch die Verwendung der stark nucleophilen Base LiOt-Bu gegenüber. Die
meisten Strategien zur palladium- 117 oder rhodiumkatalysierten 146 direkten Funktionalisierung
heterocyclischer Verbindungen zielen auf die Verwendung von (Pseudo)Halogenarenen ab,
wobei über den generellen Einsatz preiswerter Chlorarene 27 bislang wenig berichtet wurde.
2007 präsentierte Daugulis eine Methode zur direkten C–H-Bindungsfunktionalisierung mit
funktionalisierten Chlorarenen 27. 147 Dazu setzte er das von Beller 62 entwickelte Phosphan
n-BuPAd2 (12e) in Kombination mit [Pd(OAc)2] als Katalysator ein. Dieses System erlaubte
mit der milden anorganischen Base Kaliumphosphat die Anwesenheit sensitiver funktioneller
Gruppen und konnte erfolgreich auf die direkte Arylierung verschiedener elektronenreicher
Heteroaromaten, wie Koffein 148 7
17
6
(68), angewendet werden (Schema 1.40).
O
Me
N
Me
N
O
N
N
Me
+ Cl Me
[Pd(OAc) 2] (5.0 mol%)
n-BuPAd 2 (12e)(10.0mol%)
K 3PO 4,NMP
125 °C, 24 h
68 27k 68a
Schema 1.40: Palladiumkatalysierte direkte Arylierung von Koffein (68) mit Chloraren 27k nach Daugulis. 147
Neben den gängigen Halogenarenen können ebenso Pseudohalogenarene in palladiumkatalysierten
direkten Arylierungsreaktionen von heteroaromatischen Verbindungen
eingesetzt werden. Beispielsweise war die Gruppe von Doucet in der Lage, Aryltriflate 30 mit
elektronenreichen Heterocyclen umzusetzen. 149 Als optimale Bedingungen beschrieben sie ein
katalytisches System bestehend aus [Pd(OAc)2] und Triphenylphosphan (12a) in
O
Me
N
Me
N
O
N
N
Me
Me
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