1F.Ullmann, J.Bielecki, Ber.Dtsch.Chem.Ges., 1901, 2, 2174-2185
2
Ullmann-Kupplungen
Moderne
3
Gliederung
1 Geschichtliches
2 Reaktion
3 Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4 Mechanismus
5 Anwendungen
6 Enantioselektivität
7 Stereoselektivität
8 Vor- und Nachteile
9 Ausblick
4
Fritz Ullmann
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
*2.Juli 1875 in Fürth
† 17. März 1939 in Genf
1905 -1925 Privatdozent und
a.o. Professor für „technische
Chemie“ an der TH Berlin
Herausgeber der „Enzyklopaedie
der Technischen Chemie“
S.V.Ley, A.W. Thomas, Angew.Chem., 2003, 115, 5558-5607 (S.5559)
Studierte und arbeitete
in Genf
5
Ullmann-Kupplungen
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
F.Ullmann, J.Bielecki, Ber.Dtsch.Chem.Ges., 1901, 2, 2174-2185
K.Kunz, U. Scholz, D.Ganzer, Synlett, 2003, 15, 2428-2439
6
Ullmann-Kupplungen
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
S.V.Ley, A.W. Thomas, Angew.Chem., 2003, 115, 5558-5607
F. Monnier, M.Taillefer, Angew.Chem., 2009, 121, 7088-7105
7
Probleme
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
8
Probleme
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
1. Drastische Reaktionsbedingungen
3. Begrenzte Substratauswahl
2. Mäßige Ausbeuten
9
Lösungen: Moderne Ullmann-Kupplungen
Reaktionsbedingungen der O-Arylierung von
Phenolen mit Arylboronsäuren
Atmosphäre
Äquiv.
Cu(OAc)2
Ausbeute
[%]
Argon 1 22
Luft 1 41
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
1. Entwicklung Cu-Ligand System
3. Sauerstoffzugabe (speziell bei Chan-
Evans-Lam-Variante)
2. Substratdesign
4. Verwendung verschiedener Kupfer-
Präkatalysatoren
5. Verwendung verschiedener Basen
Optimierung der Reaktionsbedingungen
S.V.Ley, A.W. Thomas, Angew.Chem., 2003, 115, 5558-5607
10
Mechanismus der Ullmann-Kupplung
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
F. Monnier, M.Taillefer, Angew.Chem., 2009, 121, 7088-7105
11
Mechanismus der Ullmann-Kupplung
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
F. Monnier, M.Taillefer, Angew.Chem., 2009, 121, 7088-7105
12
Benzolactam V8
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
[2]
[2]
K.Kunz, U. Scholz, D.Ganzer, Synlett, 2003, 15, 2428-2439
13
Diclofenac (Voltaren)
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
J.Kenny, J.Maggs, X.Meng, D.Sinnott, S.Clarke, K.Park, A.Stachuski, J.Med.Chem.,2004,47, 2816-2825
14
Anwendungen
Palladiumfreie Sonogashira-Reaktion1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
Rattan K. Gujadhur, Craig G. Bates, and D. Venkataraman, Org.Lett,
2001, 26, 4315-4317
R1 Ausb./%
H 80
p-CH3 74
p-COOCH3 89
15
Chemoselektivität
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
[1]
Dr. F. Monnier, M.Taillefer, Angew.Chem., 2008, 120, 3140-3143
16
Enantioselektivität
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
[1]
Dr. F. Monnier, M.Taillefer, Angew.Chem., 2008, 120, 3140-3143
17
Stereoselektivität
R Ausb./% ee/% T/°C
Me 79 93 -45
OMe 78 87 -45
F 81 83 -45
CO2Me 29 60 -45
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
Abhängigkeiten der ee-Werte
1. Größe der Esterfunktion
2. Elektronische
Eigenschaften der Iodarene
3. Reaktionstemperatur
[1]
Dr. F. Monnier, M.Taillefer, Angew.Chem., 2008, 120, 3140-3143
18
Vor- und Nachteile
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
Billig
Toxizität geringer
Cu-Katalysator stabiler
- Teuer
- Mechanismus unverstanden
- fehlende Studien
19
Ausblick
1. Geschichtliches
2. Reaktion
3. Effiziente Ullmann-Kupplungen?!
4. Mechanismus
5. Anwendungen
6. Chemoselektivität
7. Enantioselektivität
8. Vor- und Nachteile
9. Ausblick
[1]Ziele ArClRSO3Ar
Nachhaltige Entwicklung
„grüne“ Systeme wiederverwendbare TON und TOF
Katalysatoren
Verständnis des Mechanismus
Dr. F. Monnier, M.Taillefer, Angew.Chem., 2008, 120, 3140-3143
20
Fazit
1. Ullmann-Kupplungen: Alternative zu Palladium
katalysierten Reaktionen
2. Mechanismen und Funktionsweisen ungeklärt
3. „DoE“ Prozedur
21
Vielen Dank für eure
Aufmerksamkeit!
22
Literatur
1. F. Monnier, M.Taillefer, Angew.Chem., 2008, 120, 3140-3143
2. S.V.Ley, A.W. Thomas, Angew.Chem., 2003, 115, 5558-5607
3. F. Monnier, M.Taillefer, Angew.Chem., 2009, 121, 7088-7105
4. F.Ullmann, J.Bielecki, Ber.Dtsch.Chem.Ges., 1901, 2, 2174-2185
5. K.Meyer, Helvetica Chimica Acta, 1939, 1, 93-100
6. K.Kunz, U. Scholz, D.Ganzer, Synlett, 2003, 15, 2428-2439
7. Rattan K. Gujadhur, Craig G. Bates, and D. Venkataraman, Org.Lett, 2001, 26, 4315-4317
8. X. Xie, Yu Chen, D. Ma, J.Am.Chem.Soc., 2006, 128, 16050-16051
9. A.Shafir, P.Lichtor, S. Buchwald, J.Am.Chem.Soc., 2007, 129, 3490-3491
10. J.Kenny, J.Maggs, X.Meng, D.Sinnott, S.Clarke, K.Park, A.Stachuski, J.Med.Chem., 2004, 47, 2816-2825