КАТАЛИЗИРУЕМОЕ МЕДЬЮ АРИЛИРОВАНИЕ АНИЛИНОВ И ВТОРИЧНЫХ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ АМИНОВ В ВОДЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НОВЫХ ЛИГАНДОВ – N2-МОНОЗАМЕЩЁННЫХ БИСГИДРАЗИДОВ ЩАВЕЛЕВОЙ КИСЛОТЫ

 

Курандина Д.В.

Санкт-Петербургский государственный университет,

Санкт-Петербург, Россия.

Студент III курса.

dashakura@gmail.com

Научный руководитель: Елисеенков Е.В.

 

Реакции С-N кросс-сочетания, катализируемые комплексами переходных металлов, играют важную роль в органическом синтезе. В последнее время классические методы образования связи С-N – катализируемые соединениями меди реакции Ульмана и Гольдберг – были усовершенствованы благодаря использованию бидентатных лигандов. Например, N²,N²´-замещённые бисгидразиды щавелевой кислоты [1] или пиррол-2-карбогидразиды [2] способствуют медькатализируемому аминированию арилгалогенидов в водных средах в присутствии катализатора межфазного переноса. Помимо применения в качестве растворителя воды, эта методика позволила проводить кросс-сочетание с использованием сравнительно дешевой каталитической системы и в присутствии кислорода воздуха. К сожалению, недостатком данных работ является большое количество лиганда (25 мол. %) и медного катализатора (5 мол. %), требующееся для достижения приемлемых выходов. Поэтому целью нашей работы были поиск новых, более эффективных лигандов и разработка методик, которые позволили бы уменьшить загрузку катализатора при сохранении всех вышеперечисленных достоинств.

Мы изучили в качестве лигандов N²-монозамещённые бисгидразиды щавелевой кислоты и обнаружили, что поставленную задачу для случая N-арилирования анилинов можно решить с помощью системы, состоящей из N²-фенилоксалилбисгидразида (L1) и гексан-2,5-диона (L2):

Однако при переходе от анилинов к морфолину наблюдается значительное уменьшение выхода продукта. Мы предположили, что это связано с низкой концентрацией весьма гидрофильного морфолина в органической фазе. Действительно, десятикратное уменьшение количества воды приводит к увеличению выхода продукта – 4-(4-толил)морфолина – с 6 до 40 %, что подтверждает наше предположение. Дальнейшая оптимизация условий реакции позволяет повысить выход продукта до 85 %. На основе полученных данных были проведены препаративные синтезы N-арилморфолинов в оптимальных условиях:

В целом, разработанная нами каталитическая система является заметно более активной, нежели системы, предложенные в литературе [1, 2] и позволяет достигать числа оборотов катализатора Cu(CH₃COO)₂∙H₂O TON = 209 для реакции анилина с бромбензолом и TON = 144 для взаимодействия морфолина с 4-бромтолуолом.

 

Литература:

 

[1] Meng F., Wang C., Xie J., Zhu X., Wan Y. Appl. Organometal. Chem. 25, 341-347 (2011)

[2] Xie J., Zhu X., Huang M., Meng F., Chen W., Wan Y. Eur. J. Org. Chem., 3219-3223 (2010)