Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
28
Добавлен:
15.08.2013
Размер:
466.05 Кб
Скачать

 

 

R1

 

 

 

 

R3

R

 

PdLnX +

 

 

 

 

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

IV.7 Carbopalladation of Allenes

SHENGMING MA

A. INTRODUCTION

There are, in principle, two pathways for the carbopalladation reaction of allenes depending on the regiochemistry of the insertion reaction of the C—Pd bond into one of the two cumulated CRC bonds (Scheme 1). Following Path I, the reaction would afford a Csp2—Pd species 1, while a -allylpalladium species 2 could be formed via Path II.

A.i. Formation of -Allylpalladium Species via Stoichiometric Reactions of Carbon–Palladium Species with Allenes: Regiochemistry

of Carbopalladations of Allenes

Schultz discovered the first example of a carbopalladation of allenes when PdCl2(PhCN)2 was added to 1,2-propadiene to form the -allylpalladium complex 3, which was confirmed by the 1H NMR spectra (Scheme 2).[1],[2]In this case the first step is the chloropalladation of propadiene to form the -allylpalladium complex 4,[3] of which the Csp2—Pd bond reacted further with another molecule of propadiene to afford the final product 3.

In 1968, van Helden and co-workers studied the corresponding carbopalladation reaction of 1,2-propadiene with the -allylpalladium species 5, affording 3-(2-(2 - alkenyl)allyl)palladium complex 6 (Scheme 3).[4]–[6]Similar results were observed by Hughes and Powell.[7],[8] The rate-determining step for these insertion reactions is the actual insertion step, not the coordination of the 1,2-diene onto Pd.[9]

The stoichiometric reactions of palladium species other than -allylpalladium complexes with allenes have also been observed with similar regioselectivity to afford - allylpalladium species (Scheme 4).[10]–[14]

The regiochemistry of this carbopalladation has been further confirmed by the X-ray crystal structure analysis of complex 10, which was formed by the reaction of the methylpalladium chloride complex 9 with propadiene (Scheme 5).[15]

A.ii. Reactivities of -Allylpalladium Species Formed via Carbopalladation of Allenes: Outline of Possible Reactions

Based on the above stoichiometric reaction of organylpalladium species with allenes, it is believed that, in most cases, the carbon atom originally connected with Pd in the initial

Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis, Edited by Ei-ichi Negishi ISBN 0-471-31506-0 © 2002 John Wiley & Sons, Inc.

1491

1492

IV Pd-CATALYZED REACTIONS INVOLVING CARBOPALLADATION

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pd+

 

 

 

 

R

 

 

Pd

 

Path I

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Path II

 

 

 

R

 

 

 

 

Pd

 

 

 

R

 

 

 

 

 

Pd+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scheme 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PdCl2(PhCN)2

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

Pd

Pd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

carbopalladation

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

Pd

Pd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scheme 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

Pd

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

Pd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scheme 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R4

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[ PdCl (Y) (COD) ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

 

Pd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

n

 

Y = Me,

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R4

 

 

 

R1

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scheme 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pd

 

 

 

Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

Cl

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scheme 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV.7 CARBOPALLADATION OF ALLENES

1493

Pd species forms a C,C bond with the central carbon atom of the allene moiety; thus, the carbopalladation reaction of allenes provides an efficient entry to versatile and reactive-allylpalladium species. Extensive studies have been carried out for the Pd-catalyzed reactions involving allenes (Scheme 6).

 

 

Pd(0)

 

+ RX

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

β-H

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

elimination

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RPdX

 

 

 

R1

HPdX

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

base

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1 +

 

CH2R3

 

R2

Pd R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

L

 

Pd(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R4

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

 

 

 

CH2R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nu

 

 

 

R2

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

CH2R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

Nu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

Scheme 6

Palladium intermediates of type 11 can easily be generated via an oxidative addition of suitable organic halide onto a zerovalent palladium complex. The insertion reaction of 11 into a double bond of the allene 12 affords the -allyl complex 13, which can undergo either a -hydride elimination or a nucleophilic substitution to afford organic product(s) and regenerate the zerovalent palladium species. Thus, new methodologies based on catalytic intermoleclar or intramolecular reactions involving allenes can be designed. In limited cases, Path I-type carbopalladation reactions have also been observed (vide infra).

B. INTERMOLECULAR CARBOPALLADATION OF ALLENES FOLLOWED BY -HYDRIDE ELIMINATION REACTION

Shimizu and Tsuji reported the first catalytic carbopalladation reaction of allenes in 1984. The reaction of PhI with 1,2-heptadiene in the presence of Pd(OAc)2, dppe, and N- methylpyrrolidine (NMP) as the base gave 2-phenyl-1,3-heptadiene 18 (Scheme 7) via the -hydride elimination from the -allylpalladium intermediate 17.[16]

The 1,3-dienes formed could be trapped in situ with a dienophile to form an additional six-membered ring via a Diels–Alder reaction (Scheme 8).[17]

The corresponding reaction with 2,3-dienyl alcohols 21 provided a new entry to substituted enal/enone 22, dienal/dienone 23 (Scheme 9).[18]

1494

IV Pd-CATALYZED REACTIONS INVOLVING CARBOPALLADATION

 

n-Bu

+

 

 

 

 

I

Pd(OAc)2, dppe

 

 

n-Bu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pd

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

β-H elimination

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

 

n-Pr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scheme 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

Pd(OAc)2, PPh3,

Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ag2CO3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

toluene

 

 

 

 

 

O

ArI

+

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

NMe

 

 

 

 

Ar

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120 °C

 

 

 

 

NMe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

20

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Me

 

 

 

 

Ar =

84%

 

 

 

N

 

 

50%

O

N O

 

 

 

TsN

 

 

 

N

65%

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scheme 8

PhI, NMP, DMSO cat. Pd(OAc)2, dppe

110 °C

 

OH

R

 

 

 

Br

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R = H, Ph, i-Bu

 

Ph

 

 

NMP, DMSO

 

 

 

 

 

 

cat. Pd(OAc)2, dppe

110 °C

Ph

O

R

22

R = H, 0.8 h, 88%, Z/E = 3:7 R = Ph, 1.5 h, 65%, E

Ph

O

23 R

R = Ph, 1.5 h, 94%, Z /E = 1:2

R = i-Bu, 4 h, 77%, Z /E = 1:2

Scheme 9

IV.7 CARBOPALLADATION OF ALLENES

1495

C. INTERMOLECULAR CARBOPALLADATION OF ALLENES FOLLOWED BY INTERMOLECULAR NUCLEOPHILIC TRAPPING

In Sect. B, the intermolecular carbopalladations of allenes are followed by a -hydride elimination to afford a 1,3-diene. However, in the presence of a nucleophile, a Tsuji–Trost-type nucleophilic substitution of the intermediate -allylpalladium species[19]–[21] has been fully established (Scheme 6).

Shimizu and Tsuji[16] and Cazes, Goré, and co-workers[22]–[25] reported the first examples of such transformations in 1984. The Pd(0)-catalyzed reactions of either an aryl halide (bromide or iodide) or an alkenyl bromide with a 1,2-diene in the presence of sodium diethyl malonate afforded styrene derivatives 24 and 1,3-diene derivatives 25, respectively (Scheme 10).[22]–[25]

In these kinds of transformations, the configuration of the newly formed carbon–carbon double bond in either 24 or 25 depends on the relative stabilities of the two -allylpalladium species anti-26 and syn-26 (Scheme 11).[25],[26]

R1

R = H, n-C7H15

R1

R2X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X ,

Pd(0)

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na

 

 

 

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

R

1

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

R

3

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, Pd(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2Et

 

 

Na

 

 

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

R1

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scheme 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

cat. Pd(0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1 Pd+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pd+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L L

 

 

 

L

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

anti -26

 

 

 

syn -26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nu

 

 

 

 

Nu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nu

 

 

R1

Nu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1 E-27

 

 

 

Z-27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z and E refer to R1

and R2

 

 

 

Scheme 11

1496

IV Pd-CATALYZED REACTIONS INVOLVING CARBOPALLADATION

In these cases the interactions between R1 and R2 play the major role to determine the stereochemical outcome of the sequence of an intermolecular carbopalladation and an intermolecular nucleophilic trapping. Some typical results are listed in Scheme 12. In the case of 29, the methyl group at the 2-position of the alkenyl bromide clearly shifts the equilibrium between anti-26 and syn-26 exclusively to anti-26 (Scheme 12).[23]

I

4 mol % Pd(dba)2 -dppe

66 °C , 14 h

71%

n-C7 H15

+

R

NaCH(CO2Et)2

Br , as above

R = Me, E / Z = 100:0, 85%

R = H, E / Z = 50:50, 75%

Scheme 12

CO2Et

CO2Et

n-C7 H15

28

E / Z = 85:15

R

CO2Et

CO2Et

n-C7 H15

29

Using trimethylsilyl-substituted vinyl bromides, the carbopalladation – intermolecular trapping protocol afforded trimethylsilyl-substituted 1,3-dienes 30/31 and 2-alkenyl-allyl silane 32, which could be used for further elaboration (Scheme 13).[27]

Under the catalysis of Pd(dba)2 and PPh3, the reaction of 1-hexynyl bromide with deca- 1,2-diene and nucleophiles afforded enyne derivatives such as 35 and 36 (Scheme 14).[28]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SiMe3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SiMe3

 

4 mol % Pd(dba)2, dppe

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

THF, NaCHZZ

30

CHZZ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

75%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

as above, but

Me3Si

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DMSO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Me3Si

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHZZ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

69%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

as above

 

 

 

CO2Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

THF, Na

 

 

 

 

Me

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

Me3Si

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

85%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Me3Si

CO2Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TiCl4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Me

 

 

 

CH2Cl2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

_78 °C,

 

 

 

 

 

 

 

33 49%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scheme 13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV.7 CARBOPALLADATION OF ALLENES 1497

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bu-n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cat. Pd(dba)2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n-C

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PPh3

n-C7H15

 

 

 

 

 

7

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

n-C4H9

 

 

 

 

 

 

Br

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

34

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bu-n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bu-n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Na+ CH(COOMe)2

 

 

 

 

 

 

 

CO2Me

n-C7H15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DMF

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37%

 

 

 

 

n-C7H15

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2Me

MeO2C

 

CO2Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

 

 

 

 

36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

82 : 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E/Z = 0:100

 

 

 

 

 

 

Scheme 14

The following points should be noted.[28] (i) The yield is usually low in this reaction, mainly due to a homocoupling reaction of the 1-alkynyl bromide and polymerization. (ii) The configuration of the carbon–carbon double bond in 35 is exclusively Z (not E ), indicating that the effect of the interaction between R1 and R2 in 26 (Scheme 11) on the stereochemical outcome is replaced by that between R and the Pd residue[26]; that is, due to the linear spatial arrangement of R2, syn-26 is exclusively formed in the reaction mixture. (iii) The regioselectivity is somewhat lower; however, with a less reactive nucleophile, the regioselectivity is 100% (Scheme 15).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bu-n

 

n-C7H15

 

 

 

 

 

 

cat. Pd (dba)2,PPh3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nu

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n-C7H15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NaNu

 

 

 

 

 

 

 

 

n-C4H9

 

 

 

 

 

Br

 

CO2Et

37

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nu =

THF, 65 °C, 24 h

36%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SO2Ph

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2Me

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CPh

THF, 65 °C, 50 h

31%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Scheme 15

Enol triflates, which can easily be prepared by trapping regiospecifically generated enolates with triflic anhydride or N-phenyl triflimide,[29],[30] have also been applied in carbopalladation reactions of allenes (Scheme 16).[31],[32]

The Pd(0)-catalyzed reaction of the enol triflate of -tetralone with 1,2-propadiene in the presence of the enolate of 1,3-cyclopentadione afforded bicyclic precursors to the steroid skeleton 39. Under the catalysis of 10 mol % of Me3SiOTf at different temperatures, 39 (R1 H, R2 Me) could be highly selectively converted into compounds 40 or

41 (Scheme 17).[33]–[35]

1498

IV Pd-CATALYZED REACTIONS INVOLVING CARBOPALLADATION

R

+

OTf

Na CO2Me CO2Me

cat. Pd(dba)2, PPh3, LiCl

DMSO, 65 °C

CO2Me

CO2Me

R 38

R = H

85%

R = n-C7H15

80% (E/ Z = 90:10)

Scheme 16

 

OTf

 

O

 

+

R1

O

R2

O

R1 39

+ R2

 

cat. Pd(dba)2, PPh3

 

 

 

 

O

 

 

 

 

R1 = H, R2= H

50%

R1

= H, R2 = Me

76%

R1

= OMe, R2 = Me 94%

O

R2 = Me

40

O

+

41

10 mol % Me3SiOTf, CH2Cl2, 0 °C, 5 h 40 (54%) : 41 (2%)

the same, but 25 °C

40 (0) : 41 (90%)

 

Scheme 17

Functional groups in allenes such as phenyl, Me3SiCH2, and methoxy are tolerated to afford the correspondingly functionalized 1,3-dienes in the Pd(0)-catalyzed reactions of the respective allenes with alkenyl bromides (Scheme 18).[36]

Using the enolate of the glycine equivalent methyl diphenylmethyleneaminoacetate 46 or of diethyl acetamidomalonate 49 as nucleophiles, novel amino acid derivatives have been prepared from allenes (Scheme 19).[24],[25],[37]

Amines have also been applied as nucleophiles.[6],[38] Under the catalysis of the palladium, the o-iodobenzyl homopropargyl ether 52 formed the seven-membered ring vinylpalladium intermediate 53, which subsequently reacted with 1,2-propadiene in the presence of a secondary amine to eventually afford 54 (Scheme 20).[38]

IV.7 CARBOPALLADATION OF ALLENES

1499

+

Ph

 

 

 

 

Br

cat. Pd(dba)2, dppe

CO2Et

Ph

+

 

 

 

 

 

 

 

65 °C, THF

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EtOOC CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ph

 

 

 

Na+ CH(COOMe)2

 

 

 

 

42

 

 

43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E / Z = 35:65

91 : 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

+

 

 

as above

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Me3Si

 

 

 

 

 

 

 

Br

21%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Me3Si

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H3C

MeO

 

 

 

 

 

 

+

 

as above, but DMSO

MeO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br

 

40 °C, 20 h

 

 

EtO2C

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

94%

45

Scheme 18

Ph

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br, cat.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

THF, 6570 °C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

Ph

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

LiHC

 

 

 

 

 

 

Ph

 

 

 

 

 

 

CO2Me

 

 

, cat.

 

 

 

 

 

 

 

 

46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

THF, 6570 °C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Br, cat.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DMSO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NHAc

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NaC

 

 

 

CO2Et

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2Et

 

 

, cat.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DMSO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

catalyst = 4 mol % Pd(dba)2 + 4 mol % dppe

Scheme 19

N Ph

CO2Me

47 56%

Ph

N Ph

CO2Me

48 35%

NHAc

CO2Et

CO2Et

50 50%

NHAc

CO2Et

CO2Et

51 40%

1500 IV Pd-CATALYZED REACTIONS INVOLVING CARBOPALLADATION

NR2

 

 

 

 

 

 

 

10 mol %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pd(OAc)2

 

 

XPd

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

20 mol % PPh3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K2CO3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

O

 

 

 

HNR2

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54

 

 

53

NR2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

68%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

71%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

OH

 

 

 

Scheme 20

In a similar way, even the benzooxacyclooctene derivative 56 with an eight-membered ring could be prepared, albeit in low yield along with the premature trapping product 57

(Scheme 21).[38]

Similar results involving o-( -alkenyl)phenyl iodides have also been reported to afford benzolactams and benzoannelated cyclic amines or ethers (Scheme 22).[39]

N

I

O

55

cat. Pd(0)

 

 

toluene, 70 °C

 

 

20 h

 

+

 

 

 

 

 

 

 

O

N

56

 

 

 

H

 

 

43%

 

1

:

Scheme 21

I

 

10 mol % Pd(OAc)2

+

+ HNR2

20 mol % PPh3

 

Et4NCl, K2CO3

X

 

Y n

 

 

 

 

 

58

 

 

 

N

O

57

1.4

NR2

n

Y

X

59

X = NMe, Y = CO;

X = NTs, Y = CH 2; X = O, Y = CH2;

X = CO, Y = NBu; X = CH2, Y = O.

NR2 =

or

n = 1,2

 

N

N

 

H

H

Scheme 22

Соседние файлы в папке Negishi E. 2002 Handbook of organopalladium chemistry for organic synthesis