N-sübstitüentli heterosiklik karben kompleksleri ve katalitik özellikleri

Abstract

Son yirmi yılda N-heterosiklik karben (NHC) ligandları hem organometalik kimyada hem de homojen katalizde oldukça popüler hale gelmiştir. Ligand olarak kullanılan NHC'lerin çoğu imidazol çekirdeği temelli iken; kaynaşmış altı- ve yedi-üyeli kiral bisiklik iskeletli analogları, daha büyük sterik engel ve özellikle artan bazikliğe/nükleofilliğe bağlı olarak beş-üyeli türevlerden çok farklı özellikler gösterdiklerinden dolayı oldukça ilgi çekmektedirler. Sodyum azid ile kamforik asidin Schmidt Reaksiyonu yoluyla oluşturduğu (1R,3S)-diamino-1,2,2-trimetilsiklopentan'dan türeyen (1, R,S-tmcp) NHC öncüllerinin sentezi için iki yöntem vardır. İlk yöntem, başlangıçta azot atomlarının alkillenmesi ile gerçekleşen diaminin modifikasyonu ve sonrasında halka kapanmasını içerir. İkinci yöntem ise başlangıçta halka kapanması ve ardından azot atomlarının alkilasyonunu içerir. Son olarak yeni PEPPSI-tip kiral paladyum kompleksleri (9a-f), öncül kiral azolyum tuzlarının piridin varlığında, PdCl2 ve K2CO3 ile ısıtılmasıyla hazırlanmış ve 9a bileşiğinin Asimetrik Suzuki-Miyaura Çapraz-Eşleşme reaksiyonu ve Asimetrik Allilik Alkilasyon reaksiyonundaki katalitik aktivitesi incelenmiştir. Sentezlenen yeni bileşiklerin yapıları spektroskopik yöntemlerle aydınlatılmış, ayrıca 7, 9a, 9b, 9d ve 9e'nin kristal yapıları X-ışını kırınımı yöntemi ile de belirlenmiştir. N-heterocyclic carbene (NHC) ligands become increasingly popular in both organometallic chemistry and homogeneous catalysis over the past 20 years. While the majority of NHCs employed as ligands are based on an imidazole core, analogues with fused six- and seven-membered a chiral bicyclic skeleton has attracted attention, as it has been established that they possess quite different properties from the five-membered derivatives, most notably an enhanced basicity/nucleophilicity and greater steric demand. There are two main synthetic routes to bicyclic NHC precursors, which are derived from camphoric acid via a Schmidt reaction with sodium azide yielding (1R,2S)-diamino-1,2,2-trimethylcyclopentane (1, R,S-tmcp). The first route involves the initial modification of the diamine through alkylation of the nitrogen proceeded by ring closure. The second involves an initial ring closure and subsequent introduction of the exo N-alkylation. Finally, the novel PEPPSI-type chiral palladium complexes (9a-f) have been prepared by heating their precursor chiral azolium salts with PdCl2 and K2CO3 in neat pyridine and examined complex of 9a catalytic activity in the Asymmetric Suzuki-Miyaura cross-coupling reaction and Asymmetric Allylic Alkylation reaction. The structure of synthesized the novel compounds were characterized using spectroscopic techniques; also the single crystal structures of 7, 9a, 9b, 9d and 9e were determined by X-ray analysis.