Download - Palladium 2010
1
Le Palladium
Pd(0) et Pd(II)
Le PALLADIUM Pd
Co
Rh
Ir
Fe
Ru
Os
Cr
Mo
W
Ni
Pd
Pt
Cu
Ag
Au
(Ar)
3d2 4s2
(Ar)
3d3 4s2
(Ar)
3d5 4s1
(Ar)
3d5 4s2
(Ar)
3d6 4s2
(Ar)
3d7 4s2
(Ar)
3d8 4s2
(Ar)
3d10 4s1
(Ar)
4d10 5s0
(Ar)
4d10 5s1
(Ar)
4d8 5s1
(Ar)
4d7 5s1
Réactions de couplage
V MnTi
Palladium Pd(0) : L'espèce catalytique palladiée
Pd(0)L2 :
Pd(0)L2Sels de Pd(II)
R PdII
dérivés du Pd(0)L2 stables
X
additionoxydante
degré d'oxydation 0
riche en électron, nucléophile
possède des sites de coordination
Réactions de couplage
RX
à partir des sels de Pd(0)
Palladium Pd(0) : L'espèce catalytique palladiée
PdCl2 + PPh3 + hydrazine
Pd(PPh3)4 : palladium tétrakis-triphénylphosphine
(jaune)
espèce catalytiqueen faible quantité
Na2PdCl4 + PPh3 + NaBH4
Réactions de couplage
PdTPP4
PdTPP4 PdTPP2PdTPP3
PdTPP4
PdTPP4
commercial ou ->
insertion
BaseR X
R
PdX
HPdIIXL2
Carbométallation : Réaction de Heck
trans
L
L
Addition Oxydante
-élimination
EWG
PdIIX
EWG
R
EWG
R
Pd0L2
Pd0 ou PdII
Palladium Pd(0) : 1 - Réactions d'insertion
Réactions de couplage
Pd(OAc)2, nBu4Cl
K2CO3, DMF, ta
Pd(Cl)2,TPP2
NEt3, DMF, 75ºC
Pd(OAc)2, TPP
AgOAc, NEt3, MeCN reflux
Pd(OAc)2, P(o-tolyl)3
NEt3, DMF, 60ºC
Pd(OAc)2, nBu4Cl
AcOK, DMF, 80ºC
89%
56%
CHO
92%
I
OTf
CO2R
C4H9 I
OTf
OTf
B
O
O
N
Boc
Boc
OH
B
O
O
CHO
CO2R
C4H9
OH
NBoc
Boc
68%
75%
Carbométallation : Réaction de Heck Intermoléculaire
Palladium Pd(0) : 1 - Réactions d'insertion
Réactions de couplage
Br
Ac
OMeMeO
iPrOCO2tBu
I
ICO2Me
MeO
OTf
OBu
Br
OBu
Ac
OMeMeO
iPrOCO2tBu
MeO
CO2Me
OBu
OBu
Pd(OAc)2, P(p-tol)3
NET3, DMF, 100ºC
Pd(OAc)2, TPPTS
NEt3, H2O- CH3CN, 25ºC
Pd(OAc)2, TPP
K2CO3, nBu4NCl, H2O
Pd(OAc)2, dppp
NET3, DMF, 80ºC
Pd(OAc)2, dppp
TlOAc, DMF, 80ºC
90%
89%
98%
97%
97%
Carbométallation : Réaction de Heck Intermoléculaire
Palladium Pd(0) : 1 - Réactions d'insertion
Réactions de couplage
Carbométallation : Réaction de Heck asymétrique
Création d'un centre quaternaire lors de la réaction d'insertion :
la -élimination a lieu à l'opposé de l'insertion
3 modes possibles :
La -élimination a lieu à l'opposé de l'insertionpour des raisons électroniques ou stériques
•
•
• La -élimination est impossible
réaction tandem
Palladium Pd(0) : 1 - Réactions d'insertion
Réactions de couplage
A BA
RPdII
Rapide A
R
Carbométallation : Réaction de Heck asymétrique
Pdo
L**
La -élimination a lieu à l'opposé de l'insertion pourdes raisons électroniques ou stériques
B B
Palladium Pd(0) : 1 - Réactions d'insertion
Réactions de couplage
Carbométallation : Réaction de Heck asymétrique
La -élimination a lieu à l'opposé de l'insertionpour des raisons électroniques ou stériques
OTfO
O
OTfN
N
CO2Et
CO2Me
CO2Et
MeO2C
58%
87% ee
Me2N NMe2
95%
99% ee
Pd(OAc)2
R-BINAP
benzène, ta
Palladium Pd(0) : 1 - Réactions d'insertion
Réactions de couplage
DA
A
RPdII
réaction tandem
•
Carbométallation : Réaction de Heck asymétrique
B
CPdo
L*
B
La -élimination est impossible
C
D
réaction tandem
Palladium Pd(0) : 1 - Réactions d'insertion
Réactions de couplage
SYNTHESE TANDEM
Negishi J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 7923 tandem Heck (4) / carbonylation
organopalladate vivant
élimination impossible
réaction tandemO
nBuO
CO2Me
MeO2C
HO
nBu
CO2Me
MeO2C
I
PdCl2TPP2, NEt3
CO (1,1 atm)
66%
HO
nBu
CO2Me
MeO2C
IPd
HO
nBu
CO2Me
MeO2C
PdI
nBu
CO2Me
MeO2C
HO
polyinsertionsintramoléculaires
[(II)Pd]
insertionintramoléculaire
carbonylation
nBu
CO2Me
MeO2C
HO
O
[(II)Pd]
ZIP
réaction intramoléculairede l'alcool
Nu-
Pd0L2
R X R CO
R X
R PdII X
Réactions de carbonylation
Pd0L2
Addition Oxydante
Nu
Nu- CO
InsertionCO PdII XR
+
R CO Nu
Palladium Pd(0) : 1 - Réactions d'insertion
Réactions de couplage
CO
NN
OTf
Ph
OTf
NH2
I
O
SiO
SnBu3
OTIPS
NN
Ph
NH2
O
SiO
OTIPS
O
O
H
O
O
NHBoc
CO2Me
O
O
SiO
OTIPS
NHBoc
CO2Me
IZn
CO 50 atm.
CO 1atm.
CO 1atm.
CO 1atm.
Pd(OAc)2, dppf, NEt3
DMF, 50ºC
Pd(OAc)2, dppf, NEt3
DMF, 70ºC
68%
94%
PdTTP4, THF, 20ºC
PdCl2TTP2, THF, 20ºC
1/2 I2
52%
65%
Réactions de carbonylation
Réactions de couplage
Palladium Pd(0) : 1 - Réactions d'insertion
MeOH
(C8H17)3SiH
Réactions de carbonylation
I
O
PdI
O
PdIO
COPdI
O
COOMe
CO 40atm.
O
OO
PdCl2TTP2, NEt3
MeOH, CH3CN-benzène
95ºC70%
Palladium Pd(0) : 1 - Réactions d'insertion
Réactions de couplage
carbonylation
insertion +
carbonylation
insertion +
carbonylation
MeOH
Palladium Pd(0) : 2 - Réactions de couplage
ClPh
ClCl
Cl
C5H11
PhPh
PhCl
C5H11
Réaction de Corriu-Kumada-Tamao Pd(0)
BrMg
PdCl2TPP2
NEt3, THF, 20ºC
PdCl2TPP2
NEt3, THF, 20ºC
PdCl2TPP2
NEt3, THF, 20ºC
93%
77%
55%
Cahiez
Réactions de couplage
PhMgCl
PhMgCl
PdTPP4
THF, 20ºC, 1h
92%IMe MgBr Me
OTf MgBr
H
Ph
Ph
H
PCl2alaphos
LiBr
toluène, Et2O
30ºC, 6h
93%
Réaction de Corriu-Kumada-Tamao
Ph
MgBr
73%+
PCl2alaphos
LiBr
toluène, Et2O
20ºC, 3h
Ph
Palladium Pd(0) : 2 - Réactions de couplage
BrTfO
96%
TfO
+
Br
PdCl2TPP2NEt3, CuI, THF
20ºC, 40h
Ph
Ph
+
+
Réactions de couplage
R
Ar MgX
R
Ar MgX
R
Ar MgX
BrR'
(±)
Réaction de Corriu-Kumada-Tamao : synthèse asymétrique
Ar R'
R
Palladium Pd(0) : 2 - Réactions de couplage
résolution dynamique
Réactions de couplage
Pd(0) L*
R3
LiR2
R1 R3
ZnYR2
R1
R3
BR2
R1
• + YLi
• R3
R2
R1
3
Palladium Pd(0) : Réactions de couplage
ZnEt
Réaction de Negishi : préparation des vinylzincs
Transmétallation
Réactions de couplage
ZnY2
ZnEt2
Ar ZnY XR2 Ar R2
Ph ZnCl
Ph ZnCl
PdTPP4,
THF, 20ºC, 18 h
•
PdTPP4,
THF, 50ºC, 12 h
+
Réaction de Negishi
Pd(0)
Palladium Pd(0) : Réactions de couplage
Pd(OAc)2, AsPh3
THF, 20ºC, 3 h
95%
55%
89%Ph ZnCl
ZnCl
CN
NC
NC
PdTPP4,
THF, 25ºC, 12 h
82%
SO2FPh
OTf
OBr
O
I
Réactions de couplage
XR2
80%
94%
+ZnYR1
ZnBrMe3Si
ZnCl
ZnCl
Ph ZnCl
ZnBrC7H15
BrMeO2S
MeO2S
O
HO I
O O
Br
•
BrNC
Pd(0)
O
HO I
72%
PdCl2TPP2,
DMF, 25ºC, 12 h
PdTPP4,
THF, 0ºC,1 h
58%
PdCl2dppf,
THF, 65ºC, 72 h
PdCl2(MeCN)2,
DMF, 25ºC, 12 h
70%
Pd(OAc)2, TPP
THF, reflux, 3 h
Réaction de NegishiPalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
R2R1
I I
ZnCl
I PdIIPd
H
+
Negishi
Pd(0) Heck
Tandem Negishi-Heck
PdCl2TPP2, DIBALH
THF, 66%, 10h
66%
Réaction de NegishiPalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
- HPdI
I
O O OTBS
PMP
ZntBu
O O OTBS
PMP
O O OTBS
PMP
OPMB
OTBS
I
OPMB
OTBS
Discodermolide
ZnCl2
tBuLi, Et2O
- 78ºC–>20ºC
PdTPP4
Et2O, 20ºC66%
Réaction de NegishiPalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
R I Pd
I
LL
R
Pd
L
IL
R
R R'
TransCis
Pd R
L
R'
I
L
SnR'SnY3
Pd(0) L2
Y
Y
Y
L
pentacoordiné
Pd(0) L2
Pd
R'
R
L
Réaction de StillePalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
Y3SnI
L
Transmétallation étape limitante•
•
• alcynyle > alcényle > aryle > allyle> benzyle >>>> alkyle
Phosphines plus nucléofuges et plus dissociantes Pfu3 et AsPh3
Réaction de StillePalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
Pd(II)Pd(0)
R R Y3Sn SnY3
RPd(II)Y3SnRPd(II)R
R R
Pd(II)
RY3Sn
•
SnY3Y3Sn
Homocouplage des dérivés stannylés
+
Y3SnR
2 RSnY3
Réaction de Stille Palladium Pd (0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
R'RR
SnBu3
R
Bu3SnH H
R' R'
Pd
L
SnBu3
L
H
R'R
R'R
Pd
L
SnBu3
L
H
R'H
RPd
L
SnBu3
L
Préparation des vinylstannanes
voie organométallique
R'H
R
+
Pd(0)L2
Bu3SnH, PdCl2TPP2
SnBu3
Réaction de StillePalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
Bu3SnH
hydropalladation
HBu3Sn
H
Préparation des vinylstannanes
voie organométallique
OH OH
Al
H
O
HH
H
Réaction de StillePalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
LiAlH4
Bu3SnOTf
HR
Préparation des alcynylstannanes
SnY3R
SiMe3R SnY3R
Réaction de StillePalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
BuLi
Y3SnCl
TBAF
Y3SnCl
Préparation des arylstannanes
I SnY3
R R
Pd(0)
I(Br) SnY3
R R
Réaction de StillePalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
Y3SnCl
Y3SnSnY3
Li
Bu3SnO
O OTf
O O
HN
HN
Bu 3Sn I
H
H
H
H H
H
HH
HN
HN
H
H
H
H H
H
HH
PdTPP4
THF, LiCl, reflux
PdCl2TPP2
DMF, O2,
25ºC
nn
48%
57%
papuamine
Réaction de StillePalladium Pd (0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
Bu3SnCl + stable/ Bu 3SnOTf
R1 X R2 B
R3
R4
Réaction de Suzuki
R1 R2+
R1 = vinyle
aryle
R2 = vinyle
aryle
alkyle
X = Br
I
OTf
(Cl)
R3 = OH
OR
Alkyle
Pd(0)
Base
Palladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
Préparation de l'espèce organométallique
R RLi
RB(OH)2
RX
ortholithiation 1) B(OR)3
2) H+
échange halogène/métal
Réaction de SuzukiPalladium Pd (0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
ester acide borique
acide boronique
Préparation de l'espèce organométallique
R
R
BH
R
R
B
B
Réaction de SuzukiPalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
N
N
N
B(OH)2
Boc
OMe
TfO
C11H23
H
N
N
OMe
C11H23
HN
Boc
N
B(OH)2CO2Me
I H
OO
N
OO
PdTPP4, K2CO3
dioxane 90ºC, 6 h
73%
O
PdTPP4, K2CO3
DME,reflux 9,24 h
49%
Réaction de SuzukiPalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
Base +
R2 X
Elimination réductrice
Transmétallation
Réaction de Sonogashira-Linstrumelle
R2R1
L2PdR2
X
H R1
Cu R1
L2PdR2
Pd0 ou Pd II
Addition Oxydante
R1
Pd0L2
Palladium Pd (0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
CuX
80-99%
X = NH2, NHR, OH
NEt3, H2O, MeCN
25ºC
Ar I
H R
Ar R
I
X
H R
Pd(OAc)2, TPPTS
NEt3, H2O, MeCN
25ºC
XR
Pd(OAc)2, TPPTS
57-99%
Réaction de Sonogashira-LinstrumellePalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
Br Br
TMSTMS
Br
TMSTMS
NH2
TMSTMS
NH2H2N
NH233%
21%
PdCl2TPP2, CuI, NEt3
25ºC, 24 h
Réaction de Sonogashira-LinstrumellePalladium Pd(0) : Réactions de couplage
Réactions de couplage
Buchwald-Hartwig : amination
Buchwald-Hartwig : amination
(Inversion)
Y
RétentionPd(II)
Nu-Addition
Oxydante Nu
(Inversion)
Nucléophiles mouspKa < 20
Nu-
Pd(II) R' R' (H)
Inversion
Nucléophiles durspKa > 20
R'Met ou H- (Transmétallationqd R'Met)
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du PalladiumRéaction de Tsuji-Trost
Réactions de couplage
Complexes -allyliques du Palladium mous -> bonne réactivité / Nu mous
R R'
Y
R R'
Nu
R
R'Y
R
R'Nu
R
R'
Pd(II)
R
Pd(II)
R
R'Y
R
Nu
R'
R'
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du PalladiumRéaction de Tsuji-Trost
Réactions de couplage
OCOR
OCOOR
Hal
OP(O)(OR)2
NO2
SO2Ph
OPh
R3N+
R
Pd(II)
Z
O
Y
OR
OR EWGEWG
OO
OY =
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du PalladiumRéaction de Tsuji-Trost
Réactions de couplage
Pd(0), NuH, Base
RO
ClAcO NuAcO
O
RO O
O
RO O
Pd(0), NuH
Pd(II)
Nu
NuH
Nu
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du PalladiumRéaction de Tsuji-Trost
Réactions de couplage
ROH
pas de Base ext
NuH
Pd(II)
Nu
O
OO
O
O
Pd(II)
OHOH
Nu
Pd(0), NuH, pas de Base ext
OHNu
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du PalladiumRéaction de Tsuji-Trost
Réactions de couplage
OCO2Et
OH
OHOHO
Nucléophiles Oxygénés : hydroxyle
Pd2dba3
dppp
THF, 50ºC
64%
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du PalladiumRéaction de Tsuji-Trost
Réactions de couplage
R R
PdL*2
R
Nu
R
Nu
PdL*2
EWG1
R EWG2
R
EWG1
EWG2
Synthèse asymétrique
¥
Nu-
• Désymétrisation
• Nucléophile prochiral
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du PalladiumRéaction de Tsuji-Trost
Réactions de couplage
R R
X
Complexes -allylique meso
SYNTHESE BIDIRECTIONNELLE
Trost J. Am. Chem. Soc. 1995, 40, 10143
O
O
1/ dihydroxylation
2/ protection3/ réduction diastéréosélective 1,2ZnBH4
OCO2CH3
OCO2CH3
O
OZn2+
R2
H
R1
H-
O
O( -allylPdCl)2TMSN3
L*
ee>95%rdt : 82%
OCO2CH3
N3
O
O
désymétrisation par Tsuji-Trost L*
NHHNO O
PPh2 Ph2P
pancratistatine
en absence de L*
OCO2CH3
N3
O
O
N3
OCO2CH3
O
O+
racémique
plan de sym
N
OH
OH
O
O
OH O
HO
HO
Synthèse asymétrique
O
O
NH
NH
NH
N
NH
N
Ibogamine
PdTPP4
NEt3, CH3CN, 70ºC
45%
Palladium Pd (0) : Complexes ΠΠΠΠ -allyliques du Palladium Réaction de Tsuji-Trost
Réactions de couplage
Pd(II)AA
R'A
CONuANu
R' M-élimination
Réaction de type palladium-ène
Cross-coupling
CO, NuH
carbonylation
via un
-allyl
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du Palladium
Réactions de couplage
Réaction de type palladium-ène
HPdLnOAc
H
Cat : Pd2dba3-CHCl3
OAc
H
PdLnOAc
H
H
HPdLnOAc
PdLn
Solvant : AcOH > MeOH >> THF>>> PhMe
PdLnOAc
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du Palladium
Réactions de couplage
N
OCOR
N
Pd(II)
SO2Ar
X*O2C
SO2Ar
X*O2C
N
SO2Ar
X*O2C
N
COPd(II)
SO2Ar
X*O2C
Réaction de type palladium-ène
O
N
SO2Ar
X*O2C
O
Pd(II)
Pd2dba3-CHCl3
Pbu3
CO(1 atmosphère
AcOH, 80ºC, 3 h
45-53%
CO
insertion 1
-élimination
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du Palladium
Réactions de couplage
Pd2dba3-CHCl3
TPP
THF, reflux
OP
61-83%
Réaction de type palladium-ène
3
X
AcO
R
SnBu3
cross-coupling
cross-coupling
X
Pd(II)
X
X
R
X
R
X
AcO
X
Pd(II)
X
R
sans ZnCl2
avec ZnCl2
X= C, O, N
idem
61-83%
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du Palladium
Réactions de couplage
élimination
élimination impossible
Pd(OAc)2
TPP
Base 80ºC
Réaction de type palladium-ène
AcO
X X
Pd(II)
X = NSO2Ph
X
70-80%
Heck
-élimination
Palladium Pd(0) : Complexes -allyliques du Palladium
Réactions de couplage
-élimination impossible ->
Palladium Pd(II)
Pd(II)
cat
Pd0)
cat
B (oxydé)
[O]
stoech
Réactions de couplage
A
Réaction d'oléfines avec des nucléophiles
Le procédé Wacker (Nu = H2O)
R
R
O
RCHO
RO ROCHO
RO
Pd
RO
Pd OH
RO
Markovnikov le + souvent
OH
Pd(OAc)2
HClO4
MeCN, H2O
Anti-Markovnikov
Palladium Pd(II)
Réactions de couplage
Anti-Markovnikov
OR
R'
OR
R'
O
OR
R'CHO
R'
OH
OH
R'
OH
OH
O
R'
O
O
R'
O
O
CHO
R'
OH
HO
OH
Pd L
L
PdCl2, CuCl2, O2
DMF, H2O, 25ºC, 12 h
PdCl2, CuCl2, O2
DMF, H2O, 25ºC, 24 h
R'
Le procédé Wacker (Nu = H2O)
O
O
PdCl2, CuCl2, O2
DMF, H2O, 25ºC, 12 h
PdLL
90%
93%
Réaction d'oléfines avec des nucléophiles
Palladium Pd(II)
Réactions de couplage
Markovnikov Anti-Markovnikov
Markovnikov
Anti-Markovnikov
Nucléophiles Azotés
Br
NHTs
Br
NHTs
Br
NHTs
Pd(II)
NH2 NH
NH2NH
PdCl2(MeCN)2Quinone
25ºC, 12 h
NH
80%
+
Réaction d'oléfines avec des nucléophiles
Palladium Pd (II)
Réactions de couplage
Nucléophiles Carbonés
PdCl
O
OLi
O
OLi
PdCl2(MeCN)2 stoech
PdCl2
47%
Réaction d'oléfines avec des nucléophiles
Palladium Pd(II)
Réactions de couplage
Markovnikov
SYNTHESE TANDEM
Larock J. Org. Chem. 1993, 58, 4589
HO
TBSO
+ OEt +C5H11
O 72%
TBSO O
C5H11
OEt
HO
TBSO
OEt
Pd
TBSO
O
OEt
PdTBSO
O
OEt
Pd
complexe Pdaddition du Nu
C5H11
O
TBSO
O
OEt
C5H11
Pd
O
syn insertion
réaction d'oléf ines activées
par des complexes de Pd(II)
en présence de nucléophiles (Wacker) + HeckPd(OAc)2
O
Ph
O
Ph
O O
NS
NS
O
Ph
NPh
O
Ph
NPh
Ph Ph
OH O
OBzOBzO
BzOOMe
Claisen
Claisen
Hetéro-Claisen
BzOBzO
BzOOH
O
Oxy-Cope
Cope
10 10
Ferrier
Hetéro-Claisen
Réarrangements SigmatropiquesPalladium Pd(II)
Réactions de couplage
Carbocyclisation de Ferrier