I+

R

OH cat. Pd(OAc)2, Ph3P

the catalytic Heck reactionκαταλυτική αντίδραση Heck

R

O

+R

ORGANOMETALLIC CHEMISTRY

Heck reaction-Nucleophilic addition to an unactivated alkene. Catalytic palladium (Pd) is needed.

Αντίδραση Heck- Πυρηνόφιλη προσθήκη σε απενεργοποιημένο αλκένιο. Χρειάζεται καταλυτκό Pd.

Pauson-Khand reaction-method of making five-membered rings from three components:an alkene, an alkyne, and carbon monoxide (CO). It requires cobalt.

Αντίδραση Pauson-Khand - μέθοδος δημιουργίας πενταμελών δακτυλίων από τρία συστατικά:ένα αλκένιο, ένα αλκύνιο και μονοξείδιο του άνθρακα. Απαιτείται κοβάλτιο.

OMC001

O

RCo2(CO)8

the Pauson-Khand reaction αντίδραση Pauson-Khand

OMC002

Cr

CO

COCO Pd

Ph3P

Ph3P

PPh3

PPh3

Me N PdCl22

a 16 electron Pd(II) complex18 electron complexes

Group IVB (4) VB (5) VIB (6) VIIB (7) VIIIB (8, 9 & 10) 1A (11)

Number of Valence ElectronsΑριθμός e- σθένους

4 5 6 7 8 9 10 11

3d

4d

5d

Ti

Zr

Hf

V

Nb

Ta

Cr

Mo

W

Mn

Tc

Re

Fe

Ru

Os

Co

Rh

Ir

Ni

Pd

Pt

Cu

Ag

Au

Magic 18!

6+6+2+2+2 = 18 10+2+2+2+2 = 18 (10 - 2)+2+2+2+2 = 16

OMC003

M R Mη1 η2

M M M M M M M

different acceptable ways to draw π complexesδιαφορετικοί αποδεχτοί τρόποι σχεδιασμού π-συμπλόκων

M M M

η1

σ allylη3

π allylallyl cation

complexallyl anioncomplex

The number of atoms involved in bondingto the metals is usually shown by the hapto number η.Ο αριθμός των ατόμων που περιέχονται στο δεσμό με το μέταλλο, συμβολίζεται με το γράμμα η.

Representation of bonds in transition metal complexes:Αναπαράσταση δεσμών στα σύμπλοκα μετάλλων μετάπτωσης:

Ph3P BH3 Ph3P BH3+ _

Ph3P PdL3 Ph3P PdL3

16 electrons 18 electrons

+ _

M R

σ-complex

MM

M

η1 η3 η5

Μ Μ Μ Μ

η2 η4 η6 η8

OMC004

PdPh3P PPh3

Ph3P PPh310

2 2

2 2

(0)Fe 6

η5 = 6

η5 = 6

(-1)

(-1)

total: 3 x 6e = 18etotal: 4 x 2e + 10e = 18e

Electron counting helps to explain the stability of metal complexesΤο μέτρημα των e- βοηθά στην εξήγηση της σταθερότητας των συμπλόκων μετάλλων.

Ligand CharacteristicsΧαρακτηριστικά υποκαταστάτη

Anionic LigandsΑνιονικοί υποκαταστάτες

Cl Br I NC RO H Alkyl

Formal ChargeΤυπικό φορτίο

Electrons DonatedΠροσφορά e-

_ _ _ _ _ _ _-1 2

Neutral σ-Donor LigandsΟυδέτεροι σ-δότες

R3P R3N R2O R2S CO RCN RNC 0 2

Unsaturated σ- or π-donor ligandsΑκόρεστοι δ- ή π- δότες

Allyl, σ-allylOlefinsπ-Allyl anionπ-Allyl cationDiene-conjugatedDienyls, cyclopentadienyls (anions)Arenes, trienesTrienyls, cycloheptatrienyls (anions)CyclooctatetraeneCarbene, nitrene, oxo

Hapto Numberη1

η2

η3

η3

η4

η5

η6

η7

η8

η1

-10

+1-10

-10

-100

2224466882

M L M L

vacant "dsp" orbitalάδειο 'dsp' τροχιακό

filled lone pair on ligandπλήρες μονήρες ζεύγος στον υποκαταστάτη

σ complex

M C OC OM C OM

π-donation from metal to ligandπ-εισφορά από το μέταλλο στον υποκαταστάτη

σ-donation from ligand to metalσ-εισφορά από τον υποκαταστάτη στο μέταλλο

filled d orbitalπλήρες d τροχιακό

empty π* on ligandάδειο π* στον υποκαταστάτη

empty d orbital

filled sp on ligandπλήρες sp στον υποκαταστάτη

C

C

C

CMM M

vacant metal orbitalάδειο τροχιακό μετάλλου

filled olefin π orbitalacts as σ donor

πλήρες ολεφινικό π τροχιακό δρα ως σ δότης

filled metal d orbitalsπλήρη d τροχιακά μετάλλου

empty olefin π* orbitalsάδεια ολεφινικά π*τροχιακά

Transition metal complexes exhibit special bonding. It used to be called 'dative covalent' and represented by an arrow. Nowadays it is represented by simple lines.

Σύμπλοκα μετάλλων μετάπτωσης επιδεικνύουν ειδική δέσμευση. Παλιά ονομάζονταν 'δοτικά ισοσθενή' και αναπαριστώνταν με ένα τόξο. Σήμερα αναπαριστώνται με απλές γραμμές.

OMC005

R BrMg(0)

Et2OMg Mg

R Br

Et2O OEt2 correct Grignard reagent structure has some (probably 2) ether ligandsσωστή δομή αντιδραστηρίου Grignard έχει μερικούς αιθερικούς υποκαταστάτες

M(0) +X

Y

XM(II)

Y

oxidative addition X YH H R H R3Si H

H X R X X X

(nonpolar)

(electrophilic)

introduces new organic ligands on to metalεισάγει νέους οργανικούς υποκαταστάτες στο μέταλλο

S Br

Pd(PPh3)4

Pd(0) S Pd Br

Ph3P PPh3

RhPh3P

Ph3P

PPh3

Cl

H2 RhPh3P

Ph3P

H

Cl

H

Rh(Ι) Rh(ΙΙΙ)

Oxidative addition inserts metal atoms into single bonds.Οξειδωτική προσθήκη εισάγει τα μεταλλικά άτομα σε απλούς δεσμούς.

Ex.1:Oxidative addition of Pd(0) to aryl iodides. Οξειδωτική προσθήκη Pd σε αρυλο ιωδίδια.

Ex. 2: Activation of Wilkinson' s catalyst for hydrogenation in solution by oxidative addition to a hydrogen molecule. Ενεργοποίηση καταλύτη Wilkinson για υδρογόνωση σε διάλυμα με οξειδωτική προσθήκη σε ένα μόριο υδρογόνου.

OMC006

Mg(II)

R Br

Pd(II)

Ir ClPh3POC PPh3

CH3

I

Ir ClPh3POC PPh3

Ir HPh3POC PPh3

H

Cl

H3C I H2

Vaska's complextrans - addition18e complexIr(III); d6

16e complexIr(Ι); d8

cis - addition 18e complexIr(ΙΙΙ); d6

XM(II)

Y

reductive eliminationαναγωγική απόσπαση M(0) + X

Y

removes organic ligands from metal producing new organic productαπομακρύνει οργανικούς υποκαταστάτες από το μέταλλο παράγοντας νέο οργανικό προϊόν

Vaska' s complex

Reductive elimination removes metal atoms and forms new single bonds.Αναγωγική απόσπαση απομακρύνει άτομα μετάλλων και σχηματίζει νέους απλούς δεσμούς.

OMC007

Must be cis for reductive elimination (RE)Πρέπει να είναι cis για αναγωγική απόσπασηProcess is concerted.Η διαδικασία είναι συντονισμένη.

Reductive elimination is one of the most importantmethods for the removal of a transition metal leaving a neutral organic product.Η αναγωγική απόσπαση είναι από τις πιο σημαντικές μεθόδους για απομάκρυνση μετάλλου μετάπτωσης αφήνοντας ένα ουδέτερο οργανικό προϊόν.

PPd

PPh

PhPh

PhMe

Me

DMSO

80 oCMe Me +

PPd

PPh

PhPh

Ph

P PPd PhPh

Me

PhPh

Me

Pd(0)ligands cis

ligands trans no reactionυποκαταστάτες trans όχι αντίδραση

Eg. 1:

Eg. 2:

NH

PdPh3P PPh3

R

SiMe3

RE

NH

R

SiMe3 + (Ph3P)2PdL2

Pd(0)an indoleινδόλη

Eg. 3:

(L = undefined ligand of the phosphine sort)

Pd(II)

Pd(II)

XM

Y

migratory insertion XY

M L= R3P, CO XY

M

L

saturatedκορεσμένο

unsaturated ακόρεστο

saturatedκορεσμένο

X migrates from M to YYinserts into

the M-X bond

Migratory insertion: migration of ligand from the metal to the other ligand and insertion of one of the ligands into the other metal-ligand bond.Μεταναστευτική προσθήκη: μετακίνηση ενός υποκαταστάτη από το μέταλλο στον άλλο υποκαταστάτη και εισαγωγή ενός από τους υποκαταστάτες στον άλλο δεσμό μετάλλου- υποκαταστάτη.

OMC008

LnMCO

R Ln+1M R

OLnM

RLn+1M

R

LnMR

Ln+1MR

carbonylationcarbonylation or hydrometallation, R=H

alkyne insertion

+ L

- L

+ L

- L

+ L

- L

The group to be inserted must be unsaturated.Η ομάδα που θα μπει πρέπει να είναι ακόρεστη.

EG: carbon monoxide metal-acyl complexes, alkenes metal-alkyl alkynes metal-alkenyl

Μεταναστευτική προσθήκη

OMC009

Fe(CO)5 Fe(CO)52

20 electrons

Fe(CO)42 2Na

18 electrons 18electrons+2 electrons -2 electrons

Na/Hg -CO

Fe(CO)4

R1 Br

FeOC

R1

CO

COCO

R2 BrFe

R1

CO

COCO

R2

OCCO Fe

CO

COCO

R2

OC

R1O

18 electrons 18 electronstetracarbonyl ferrate dianionτετρακαρβονυλικό σιδηρικό

διανιόνiron acyl complex

σιδηροακυλικό σύμπλοκο

Fe

R1

CO

COCO

R2

OC

18 electrons

Ph3PFe

R1

CCO

R2

OC

20 electrons

Ph3P CO

OFe

CO

COCO

R2

OC

18 electrons

R1O

R2 R1

Oreductive elimination

αναγωγικη απόσπαση

EG: carbonylation with tetracarbonyl ferrate dianion [Fe(CO)42-] with alkyl halides.

καρβονυλίωση με τετρακαρβονυλικό σιδηρικό διανιόν [Fe(CO)42-] με άλκυλο αλογονίδια

Reagent made by dissolving metal reduction of the 18-electron Fe(0) compound Fe(CO)5. Το αντιδραστήριο γίνεται με αναγωγή της ένωσης Fe(CO)5 χρησιμοποιώντας Na/Hg.

Ligand migration- R3P adds to the iron and pushes out the poorest ligand (one of the alkyl groups) on to a CO ligand.Μετακίνηση υποκαταστατών - προστίθεται στο σίδηρο και σπρώχνει το φτωχότερο υποκαταστάτη πάνω σε ένα CO υποκαταστάτη

SN2

SN2

_ _+

_

__

+

+ C O O

H HH H

H

OH

Rh or Co cat.+

CARBONYLATION-addition of carbon monoxide to organic molecules.Καρβονυλίωση- προσθήκη μονοξειδίου του άνθρακα σε οργανικά μόρια.

OMC010

catalyticcycleof theOXO

process

M HO

M HC

O

M H

M H

M HH H

O

H H

reductive eliminationαναγωγική απόσπαση

carbonylationκαρβονυλίωση

hydrometallationυδρομεταλλίωση

C O

CO complexationσυμπλοκοποίηση CO

π-complex formationσχηματισμός π-συμπλόκου START HERE

CATALYTIC CYCLE-showing the various stages of alkene cοordination.Καταλυτικός κύκλος-δείχνει τα διάφορα στάδια συντονισμού του αλκενίου

M H M HH

M

π-complex formationσχηματισμός π-συμπλόκου

hydrometallationυδρομεταλλίωση

H

MC

O

carbonylationκαρβονυλίωση

LNM

H

R

LnMH

R

LnM HR

+β-hydride elimination

απόσπαση β-υδριδίου

σ-complex π-complex

Insertion reactions are reversible.Αντιδράσεις εισαγωγής είναι αντιστρεπτές.

OMC011Hydrometallation & CarbonylationΥδρομεταλλίωση και Καρβονυλίωση

Must be SYN !!Πρέπει να είναι syn

PdPh3P

Ph3P

PPh3

PPh3Pd

Ph3P

Ph3P

Cl

Cl

a stable Pd(0) complex a stable Pd(II) complexσταθερό σύμπλοκο Pd(II)

Available complexes of palladium(0) and palladium(II).Διαθέσιμα σύμπλοκα παλλαδίου(0) και παλλαδίου(ΙΙ)

Pd

L

L

L L L Pd

L

L

L

+ 2L PdL

L

+ Pd

R

L

L X

Pd(0)

R1 Pd

R2

L

L X+

R1

Pd

R2

L

X PdR1

R2

L

X PdR1

R2

L

X

Lcarbopalladation- L

18 electronunreactive

16-electronstable

14-electronreactive

oxidative addition

R X

Basic chemistry of palladium. It is dominated by two oxidation states.Βασική χημεία παλλαδίου. Κυριαρχείται από δύο οξειδωτικά στάδια.

Pd(II)

Carbopalladation-carbon and palladium are attached to the ends of the alkene system.Ανθρακοπαλλαδίωση- άνθρακας και παλλάδιο ενωμένα στο τέλος του αλκενικού συστήματος

Pd(II) Pd(II)

OMC012

+ L

R1Pd

R2

H β-hydride elimination

L

L

X

R1

R2

+ Pd

H

X

LLbase

Pd LL

Pd(II)Pd(II) Pd(0)

Example of reductive elimination: it forms a hydrogen halide bond rather than a carbon-carbon or carbon-hydrogen bondΠαράδειγμα αναγωγικής απόσπασης : σχηματίζει ένα δεσμό αλογονιδίου υδρογόνου αντί δεσμό άνθρακα-άνθρακα ή άνθρακα-υδρογόνου

R1 X + HR2

baseR1

R2 H X+

theHeck

reactionL2Pd

X

HPd(II) Pd(II) L2Pd

X

R1(16e) (16e)

B-HX

B

reductive eliminationαναγωγική απόσπαση PdL2

Pd(0)

(14e)

oxidative addition R1 X

START HERE

startιng materialsαρχικά αντιδραστήρια

R2

PdL2

R1

H Pd(II)

X

(16e)

HR2

β-hydride eliminationαπόσπαση β-υδριδίου

R1R2

product

carbometallationανθρακομεταλλίωση

Heck reaction-coupling an alkene with a halide or triflate to form a new alkene.Αντίδραση Heck - σύζευξη αλκενίου με ένα αλογονίδιο ή τριφλικό για σχηματισμό νέου αλκενίου.

Catalytic cycle of the Heck reactionΚαταλυτικός κύκλος αντίδρασης Heck

OMC013

Pd(0) catalyst

S Br+

N1% Pd(OAc)2

2% PAr3

The rxn tolerates a variety of functional groups. Here is an example using a heterocyclic compound reacting with another heterocycle.Η αντίδραση γίνεται και στην παρουσία ποικιλίας λειτουργικών ομάδων. Εδώ είναι ένα παράδειγμα όπου χρησιμοποιείται ετεροκυκλική ένωση που αντιδρά με άλλο ετεροκυκλικό.

N

OMC014

P

Me3

tri(o-tolyl)phosphine

OTf+

CO2R

NHCbz

Pd(OAc)2 10 mol%(o-Tol)3P 20 mol%

K2CO3, DMF, Bu4NClCO2R

NHCbz77%

Br+ OEt

O

Pd(OAc)2 5 mol%(o-Tol)3P 20 mol%

Et3N, DMF

CO2Et

87%

Esters promote excellent regioselectivity in favour of terminal attack.Οι εστέρες προάγουν εξαιρετική τοποεκλεκτικότητα όπου προτιμάται η προσβολή στο τελικό άκρο.

S

Et3N PdL2X2ligand

exchange NEt2

HPdL2X

X

β-hydrideelimination

HPdIIL2Xreductive

eliminationPd0L2 + HX

Pd(II)Pd(0)

PPh3ligand

exchangePd(II)Pd(OAc)2

Ph3P

Ph3PPdOAc

OAc

O

OPPh3

PdPPh3

OAc

AcO

Ph3P PdPd(0)

PPh3O Ac2O

Alkeneligand

exchange PdX X

migratoryinsertion

PdH

X

L

XL

β-hydrideelimination

HPdL2XPd(II)

PdL2

Pd(0)HX

Organo-metallic

PdL2X2

Pd(II)

2R1M 2MX +R1

R1PdL2 PdL2

Pd(0)

+ R1 R1

In situ formation of palladium(0) by reduction of Pd(II) OMC015

reductiveelimination

reductiveelimination

reductiveelimination

+

+ +

_

_+

+_

OTf +OEt Pd(OAc)2

Et3N

DMSO 60 oCPd

OAc

OEtOEt

82 % yield

X

R1

L2Pd

internal

attack

R2

terminal

attack

L2PdX R1

R2H

R1R2

R1

PdL2

R2

H

X

R2R1 R2R1

Example of a Heck reaction working in the absence of a phosphine ligand.Παράδειγμα αντίδρασης Heck που δουλεύει στην απουσία υποκαταστάτη φωσφίνης.

β-hydride elimination stepβήμα απόσπασης β-υδριδίου

β-hydride elimination

OMC016

+

R XPd(0)

base R

L2Pd

H

OH

X

R H

OH

R H

O

The choice as to which hydride can be lost to form the alkene depends on the stability of the possible product alkenes, as the β-hydrideelimination is reversible.Η επιλογή σχετικά με το πιο υδρίδιο μπορεί να φύγει για νασχηματιστεί το αλκένιο εξαρτάται από τη σταθερότητα του πιθανού προϊόντος αλκενίου, καθώς η απόσπαση β-υδριδίου είναι αντιστρεπτή.

+ OH

I

MeO

OMe

O

Pd(OAc)2Bu4NCl

KOAc, PPh3

MeO

OMe

O

I

Pd(OAc)2, PPh3AgCO3, MeCN

MeO

MeO

O

93% yield

O

X

Ar1PdL2

O

L2Pd H

Ar1

X

β-hydride

eliminationOAr1

L2PdHX

hydropalladation

OAr1

H PdL2

H

X

β-hydride

eliminationOAr1

PdL2

X

H

OAr1

I

Ar2PdL2

OAr1

PdL2

I

Ar2

carbo-palladation OAr1

PdL2

IH

Ar2

β-hydride

elimination OAr1

L2PdHI

Ar2OAr1 Ar2

Hydropalladation-dehydropalladation can lead to alkene isomerization.Υδροπαλλαδίωση-Αφυδροπαλλαδίωση μπορεί να οδηγήσει σε ισομερείωση αλκενίου.

OMC017

+TfO

Pd(dba)2, (3 mol%), ligand (6 mol%)

THF, i-Pr2NEtO

87 % yield, 97% ee

TBSO

IPd(OAc)2(R)-BINAP

Ag3PO4

TBSO

PdOAc

*L

carbopalladation

β-eliminationH

TBSO

67% yield, 80% ee

R1 Morganometallic

reagent

+ R2 XX = halideor triflate

Pd(0) cat.R1 R2

coupledproduct

+ M Xmetal halide

or triflate

R1SnBu3

Cu(I)

BrR2

Pd(0)

R1R2

R1Li

BuLi

R1R2

XBr

XR2

no reaction

no reaction

Heck reactions can be enantioselective, e.g.,Η αντίδραση Heck μπορεί να είναι εναντιοεκλεκτική, π.χ.,

Cross-coupling of organometallics and halides. Reductive elimination forms the basis of the mechanism for cross-coupling reactions between an organometallic reagent and an organic halide or triflate.

Διασταυρωτή σύζευξη οργανομεταλλικών και αλογονιδίων. Αναγωγική απόσπαση σχηματίζει τη βάση του μηχανισμού για διασταυρωτή σύζευξη μεταξύ ενός οργανομεταλλικού αντιδραστηρίου και ενός οργανικού αλογονιδίου ή τριφλικό.

OMC018

O

R2 X

Pd(0)PdL2

oxidativeaddition

R2 PdL2

X

Pd(II)

R1 M

transmetallation(SLOW)

M X + R2 PdL2

R1

reductiveelimination

R1 R2 + PdL2

Pd(0)

regeneratedcatalyst

PdL2R2X reacts with Pd(0)

oxidative additionR2 PdL2

X R1M reacts with Pd(II)

transmetallation (SLOW)M X + R2 PdL2

R1

R1 M R1 = almost anything including examples with β H

M = MgX, ZnX, Cu, SnR3, SiR3 / TASF, ZrCp2Cl, AlMe2, B(OR)2

R2 X R2 = must not have β Hs that can eliminate X = I, Br, (Cl), OTf, OPO(OR)2

Ar X XX

Ar XRO

X

ORf X Rf = perfluoroalkyl

I

TfO R1

+

ZnBr

R

Pd(dba)2THF, RT

O P3

R

OTf

R1

72-88% yield

+

ZnBr

R2

Pd(dba)2

dppfTHF, 65 oC

R R1

74-89% yield

R2

This rxn allows the coupling of two different components, R1and R2.Αυτή η αντίδραση επιτρέπει τη σύζευξη δύο διαφορετικών συστατικών R1και R2

Once the two components are joined to the palladium atom, only the cross-coupled product can be formed.Όταν τα δύο συστατικά είναι ενωμένα με το παλλάδιο, μόνο το διασταυρωτά σύζευγμένον προϊόν μπορεί να σχηματιστεί.

Repeated coupling of aromatic iodides and triflates with organozinc reagents.Επαναλαμβανόμενη σύζευξη αρωματικών ιωδιδίων και τριφλικών με οργανοκασσιτερικά αντιδραστήρια

OMC019

OTf+ Bu3Sn

Pd(PPh3)4 (5 mol%)

LiCl, THF78%

OTfPd(PPh3)4

oxidative addition

PdOTf

Ph3P PPh3

Bu3Sn

transmetallation(SLOW)

PdPh3P PPh3

Ph3Preductive

eliminationPd(PPh3)4

regeneratedcatalyst

product+

OTfPd(PPh3)4

oxidative addition

PdOTf

Ph3P PPh3

unreactive complexμη δραστικό σύμπλοκο

LiClPd

Cl

Ph3P PPh3

reactive complexδραστικό σύμπλοκο

OTfEt3SiO

OH

OTBS

Bu3Sn

Pd(PPh3)4

THF

OH

OTBS

OSiEt3

46%

Examples of Stille coupling. Use of stannanes as the organometallic component.Παραδείγματα σύζευξης Stille. Χρήση σταννανίων σαν το οργανομεταλλικό συστατικό.

OMC020

O

I

OMe

H

O

NO

OO

H

O

OH

H

OH

OMeOHO

I

R rapamycin precursorπρόδρομο ραπαμυκίνης

SnBu3

Bu3Sn

PdCl2(MeCN)2

i-Pr2NEt

DMF, THF

O

NO

OO

H

O

ROHO

26%

OMe

OH HO

O

SnBu3

+Cl

OPdCl2(PPh3)2

THFO

O

I+

Me3Sn OEt Pd(PPh3)4/CO

1,4-dioxane

O

OEt

OEt

80% not formed

Nicolaou' s synthesis of Rapamycin.Σύνθεση Νικολάου της ραπαμυκίνης

Examples of two simple Stille couplings.Παραδείγματα δύο απλών συζεύξεων Stille

OMC021

I PdL2

oxidative insertionοξειδωτική εισαγωγή

PdI

LLCO

ligand exchangeανταλλαγή υποκαταστάτη

PdI

LCO

+ L

carbonylationκαρβονυλίωση

Pd

O

L

I

L

Pd(II) acyl complex

Pd(II) acyl complex +

Me3Sn OEt

trans-metallationτρανσμεταλλίωση

Pd

O

L L

OEt

reductive eliminationαναγωγική απόσπαση

O

OEt

Transmetallation is the slow step in these coupling reactions so that there is time for the carbon monoxide insertion first. The final step-reductive elimination-releases the Pd(0) catalyst for the next cycle.

Τρανσμεταλλίωση είναι το αργό στάδιο σ'αυτές τις αντιδράσεις σύξευξης, έτσι ώστε να υπάρχει χρόνος για το μονοξείδιο του άνθρακα να εισαχθεί πρώτα. Το τελικό στάδιο-αναγωγική απόσπαση-ελευθερώνει το Pd(0) που είναι καταλύτης για τον επόμενο κύκλο.

Me3Sn-I

0MC022

I+

Me3Sn OEt Pd(PPh3)4/CO

1,4-dioxane

O

OEt

OEt

80% not formedδε σχηματίζεται

I

HO

R1

R2

Pd(0)

COL2Pd

HO

R1

R2

I

CO

O

R1

R2

O

Pd

L

I

L

H

reductive eliminationαναγωγική απόσπαση O

R2

R1O

R1 R2

OB

OH

hydroborationυδροβορίωση

OBO

R2

H

R1

Ar Br

Pd(PPh3)4NaOEt

H Ar

R2R1

C6H13 +O

BO

H1. Δ

2. H2O H

B(OH)2C6H13

90%

H

B(OH)2C6H13 + Br

(PPh3)2PdCl2

KOH, PhMeH

C6H13

75%

Acyl palladium species react like activated acid derivatives.Ακυλικά είδη παλλαδίου αντιδρούν σαν ενεργοποιημένα παράγωγα οξέος.

Suzuki coupling-couples boronic acids to halides.Σύζευξη Suzuki- συζευγνύει βορονικά οξέα με αλογονίδια.

The geometry of both unsaturated components is preserved. Excellent method for stereospecific diene synthesis.Η γεωμετρία και των δύο ακόρεστων συστατικών διατηρείται. Εξαιρετική μέθοδος για στερεοειδική σύνθεση διενίου.

OMC023

Δ

insertionεισαγωγή

OB

O

RO

BO

EtO

NaOEt

PdL2

BrPdL2

OB

O

R

EtOnucleophilic "ate" complex

OMeBO

O +I Pd(PPh3)4

DMF, K3PO4 OMe85%

NaBr

Suzuki coupling mechanism similar to Stille coupling. Difference is the transmetallation step (need for an additional base).Μηχανισμός σύζευξης Suzuki παρόμοιος με αυτό της Stille. Η διαφορά είναι το βήμα τρανσμεταλλίωσης (ανάγκη για επιπρόσθετη βάση)

Suzuki coupling is used in aryl-aryl cross couplings. Borate esters can be used instead of boronic acids.Η σύζευξη χρησιμοποιείται για σύζευξη αρυλίου-αρυλίου. Βορικοί εστέρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντί βορονικά οξέα.

OMC024

N Br+

N

(HO)2B Pd(PPh3)4

Et4NBr, KOH, PhH NN

t-Bu

t-BuB(OH)2

OMe+

N

BrPd(PPh3)4, t-BuOK

DME 18 h, reflux

OMet-Bu

t-Bu N83%

O O

OBn

BR2

+

OO

I

Pd(PPh3)4

NaOEt

O O

OBn

O

O

Coupling of aromatic heterocycles. The 2-position of pyridine is very electrophilic and not at all nucleophilic.Σύζευξη αρωματικών ετεροκυκλικών. Η 2 θέση της πυριδίνης είναι πολύ ηλεκτρονιόφιλη και καθόλου πυρηνόφιλη.

Synthesis of trisporol B using Suzuki coupling.Σύνθεση trisporol B χρησιμοποιώντας σύζευξη Suzuki.

56%

52%

OMC025

Ar Xaryl halide

+ H Rterminal alkyneτελικό αλκύνιο

Pd(0), CuIEt2NH, rt, 3-6h Ar R

coupled productσυζευγμένο προϊόν

+ Et2NH.HX

H Rterminal alkyneτελικό αλκύνιο

Et2NHCuI Cu R

Ar XPd(0)

oxidative insertionοξειδωτική εισαγωγή

L PdAr

XL

LAr

LR

Pd(0)

reductive eliminationαναγωγική απόσπαση

Ar Rcoupled productσυζευγμένο προϊόν

Cl

Clz

H C5H11

Pd(PPh3)4/CuI

BuNH2, rt, 5hCl

z

C5H11Cl

Cl

E

Cl

E

C5H11

X

X+ H R

Pd(0), CuI

Et2NH

R

R

ene-di-yne

Bergmanncyclization

R

R

Cl

Cl+ H SiMe3

Pd(PPh3)4/CuI

BuNH2

Cl

SiMe3

+H

OR Pd(PPh3)4/CuI

BuNH2

SiMe3

OR

Sonogashira coupling-coupling of terminal alkynes with aryl or vinyl halides under palladium catalysis.Σύζευξη Sonogashira-σύζευξη τερματικών αλκυνίων με άρυλο ή βινυλο αλογονίδια κάτω από κατάλυση παλλαδίου.

Ene-diynes and the Bergmann cyclization.

95%

H C5H11

Pd(PPh3)4/CuI

BuNH2, rt, 5h95%

80%75%

OMC026

X Pd(0)X +

Pdallyl cation complex

Nu Nu

Nu

dissociationδιαχωρισμός

Pd(0)L2(14e)

X

association σύνδεση

START HERE

X

PdL2(16e) π-complex

Nu

PdL2(16e)π-complex

PdL

L X

n3-complex

PdL X

n3-allyl cation complex

(16e)(16e)

X

nucleophilic additionπυρηνόφιλη προσθήκη

X

Nu

oxidative eliminationοξειδωτική απόσπαση

Allylic electrophiles are specifically activated by palladium(0).Αλλυλικά ηλεκτρονιόφιλα είναι αποκλειστικά ενεργοποιημένα από παλλάδιο(0).

FULL CATALYTIC CYCLEΠΛΗΡΗΣ ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ

OMC027

OAcPd(PPh3)4

Pd(0)OAc

Pd Pd

H2NR

Pd(0)

NHR

OAc

NH

Ph

NH

H

Ph Pd

NHBn

6/5 fused ringspreferred

Example of an amine attacking outside the ring because the alkene prefers to be inside the ring.Παράδειγμα αμίνης που προσβάλλει εξωτερικά το δακτύλιο επειδή το αλκένιο προτιμά να είναι εσωτερικά του δακτυλίου.

Intramolecular reaction gives heterocyclic rings.Ενδομοριακή αντίδραση δίνει ετεροκυκλικούς δακτυλίους.

Pd(PPh3)4

Pd(0)

OMC028

X

Pd(0)

complexation

X

Pd"SN2" -X

inversion

PdNu

"SN2"

inversion

Nu

Xcomplexation

from sideopposite X

X

Pd

displacement

inversionPd

XNu

inversion

Nu

retention

OAc

AcO

AcO OAc+

O

OO

Oenolate of Meldrum`s acid

Pd2(dba)3.CHCl3PPh3

OAc

AcO

AcO O

OO

O73%

O Pd(0) OPd

O

Pd

H Nu OH

Pd+ Nu

OHNu 1

2

3

4

CO2MeH

CO2Me + OPd2(dba)3.CHCl3Ph2P

PPh2

HO

Pd

CO2MeCO2Me

HOCO2Me

CO2Me55%

Displacement of the leaving group by the nucleophile with retention.Μετακίνηση αποχωρούσας ομάδας από το πυρηνόφιλο με διατήρηση???

Rxn of allylic acetate with the sodium salt of Meldrum' s acid demonstrates the retention of configuration in the palladium(0)-catalysed process.Αντίδραση αλλυλικού οξικού με το άλας νατρίου του οξέος Meldrum αποδεικνύει τη διατήρηση της διαμόρφωσης στην καταλυτική διαδικασία παλλαδίου(0).

Vinyl epoxides provide their own alkoxide base.Βινυλο εποξείδια προσφέρουν τη δική τους βάση αλκοξειδίου.

OMC029

O

O

OR Pd(0) O

O

OR

Pd Pd+

O OR

O

CO2 + H Nu NuPd

Nu Pd(0)+

O+

N

NN

NH

NH2

[(i-PrO)2P)4Pd

as above

HO

Pd

AdHO

=HO N

NN

N

NH2

O

O

EtO Pd(0)

Pd

NO2

PhO2S

NO2

PhO2Ssteps

RO

EtO

Synthesis of aristeromycin from epoxycyclopentadiene and adenine.Σύνθεση αριστερομυκίνης από εποξυκυκλοπενταδιένιο και αδενίνη.

Ad

Ad

AdAd

+

_

_

N

NN

N

NH2

HO OH

HO

aristeromycin

Allylic carbonates provide alkoxide by decarboxylation.Αλλυλικά ανθρακικά προσφέρουν αλκοξείδιο με αποκαρβοξυλίωση.

+

+

_ _

_

OMC030

OH OAc

Pd(PPh3)4

PPh3 OH

PdPd

OHRO2C CO2R

OH

CO2R

CO2R

OAc

CO2R

CO2R Pd(PPh3)4

PPh3

CO2R

CO2RPd

NaH

CO2R

CO2RPd

CO2R

CO2R

Intramolecular alkylations lead to ring synthesis.Ενδομοριακή αλκυλίωση οδηγεί σε σύνθεση δακτυλίων.

OMC031

Ph

OAc

Ph+

N

O

PPh2

Phchiral ligand

1 mol % [Pd(C3H5)Cl]2

2.5 mol % chiral ligand

MeO2C CO2Me

PhPh99 % yield99% ee

O N

NN

NH

Cl

Pd(dba)2, Et3N chiral ligandχειρικός υποκαταστάτης

ON

NN

N

Cl

85 % yield93 % ee

NHO

PPh2

HNO

Ph2P

chiral ligand

CO2Bn

CO2BnRO(CO)O

Pd(dba)2, CsCO3

97 %adenosine

Optically pure ligands on Pd in allylic alkylation give good enentiomeric excess.Οπτικά καθαροί υποκαταστάτες στο Pd σε αλλυλική αλκυλίωση δίνουν καλή εναντιομερική περίσσεια.

Synthesis of the natural nucleoside adenosineΣύνθεση φυσικού νουκλεοτιδίου αδενοσίνη

CO2PhPhO2C PhO2C

ON

NN

N

Cl

BnO2CBnO2C

RO(CO)O

OMC032

O N

NN

N

NH2

HO OH

HO

SiMe3

OAc

Pd(0)

SiMe3

PdLn][

OAc

PdLn][

Palladium catalyses cycloaddition reactions.Το παλλάδιο καταλύει αντιδράσεις κυκλοπροσθήκης

+ +

+

___

OMC033

singlet trimethylene methane triplet trimethylene methane

Trimethylene methaneΤριμεθυλενομεθάνιο

+ +

+_

_ _

O

R+ AcO SiMe3

Pd(OAc)2

P(i-PrO)3

OR

PdLn][

conjugateaddition

OR

PdLn][

allylicalkylation

OR

PdLn][

Cycloaddition of cyclopentenones.Κυκλοπροσθήκη κυκλοπεντενονών

_

++

_

I

R

+R1

R2

NHPd2(dba)3, P(o-tol)3, NaO-t-Bu

dioxane 65oC/100oCN

R R1

R2

OTf+

LiS

R Pd(PPh3)4, LiCl

THF, refluxS

R

60-99% yield

Heteroatom couplings produce aryl-or vinyl-N, -S, or -P bonds.Σύζευξη ετεροατόμων παράγει αρυλο- ή βινυλο- Ν,-S ή -Ρ δεσμούς

R1HNOR2

O

OTf

+ PHPd(OAc)2, DMSO

Ph2PPPh2

R1HNOR2

O

PPh2

OMC034

Ph

Ph

R H+ Nu H + Pd(II)

R Nu+ 2HCl + Pd(0)

RPd(Cl2)

Pd(II)coordination

R

Pd L

Cl

Cl

η2

-π-complex

R

Pd L

Cl

ClNunucleophilic attack

πυρηνόφιλη προσβολή

HNuR

PdCl

L

η1

-σ-complex

HNuR

PdCl

L

β-hydride eliminationαπόσπαση β-υδριδίου

Nu H

product

+ PdL

Cl

L

H

Pd(II)

HCl

reductive eliminationαναγωγική απόσπαση

PdL2

Pd(0)

[O]

?Pd(II)

RR

Pd(II)Pd(OAc)2

coordination RR

AcO

PdOAcAcO

oxypalladationοξυπαλλαδίωση

RR

OAc

PdOAc

HOAc + Pd(0)

β-hydride eliminationαπόσπαση β-υδριδίου

RR

OAc

Alkenes are attacked by nucleophiles when coordinated to palladium(II), e.g.,Αλκένια προσβάλλονται από πυρηνόφιλα όταν είναι συμπλοκοποιημέα με παλλάδιο (II), π.χ.,

OMC035

OO@ 5 mol%

(MeCN)2PdCl2rt

OO

PdCl2

OO

PdCl

oxypalladation reverseoxypalladation OAc

93%

OAc

Z Z OAcZ E

RPdCl2 (cat)

H2O, O2, CuCl2R

PdClCl

H2O

RPdCl

OH

H

β-elimination

β-απόσπαση R

OH

enol R

O

R1

OSiMe3

R2Pd(OAc)2

oxypalladation R1 R2

PdOAc

OSiMe3AcO

no β-hydrogensόχι β-υδρογόνα

Me3SiOAc + Pd(0)

β-eliminationR1

O

R2

OH+

O

O1,4-benzoquinone

cat. Pd(OAc)2

LiCl, AcOH/acetone

O

Cl

73% yield99:1 syn:anti

Allylic rearrangement by reversible oxypalladation.Αλλυλική αναδιάταξη με αντιστρεπτή οξυπαλλαδίωση

Wacker oxidation-oxidation of terminal vinyl groups to methyl ketones.Οξείδωση Wacker - οξείδωση τελικών βινυλο ομάδων σε μεθυλοκετόνες

Oxidation of silyl enol ethers to enones.Οξείδωση σιλυλο ενολο αιθέρων σε ενόνες

Alcohols and amines are excellent intramolecular nucleophiles.Αλκοόλες και αμίνες είναι εξαιρετικά ενδομοριακά πυρηνόφιλα

@ 5 mol%(MeCN)2PdCl2

rt

+

OMC036

HO

PdOAc

OAc

π-complex of Pd(II)

O

PdOAc

σ-allyl complex

O

PdClπ-allyl complex

O

Cl Pd(0)

π-complex of Pd(0)

Pd(0)

O

Cl

Pd(II)1,4-benzoquinone

NHR

(R = H, Ac, Ts)

PdCl2L2

benzoquinone N

PdClH

R

Pd(0)

β-elimination NR

isomerization NR

NH

O

R PdCl2L2

benzoquinone

coordination

NH

O

RPdCl2

nucleophilicaddn

N

RPdCl

O

N

R

O H PdCl

Pd(0)

β-hydrideelimination

N

R

O

N

R

O

isomerization92%

Palladium coordinates to one face of the diene promoting intramolecular attack by the alcohol on the opposite face.Το παλλάδιο συμπλοκοποιείται στη μια πλευρά του διενίου προάγοντας ενδομοριακή προσβολή από την αλκοόλη στην αντίθετη πλευρά

Nitrogen nucleophiles attack alkenes activated by Pd(II) and benzoquinone acts as a reoxidant, e.g.,Πυρηνόφιλα αζώτου προσβάλλουν αλκένια ενεργοποιημένα από και η βενζοκινόνη δρα σαν αναοξειδωτικό π.χ.,

(1)

(2)

+_

OMC037

Br

NHTs

[Pd(II)]PdCl2(CH3CN)2 cat.

LiClbenzoquinone N

Br

Ts80%

[Hg(II)]Hg(OAc)2

HClO4, LiCl

N

Br

Ts99%

HgCl

N

Br

Ts90%

I[Pd(0)]

Pd(OAc)2 cat.Et3N

NHAc

CO2Me

NTs

CO2MeAcHN

Br

[Pd(0)]Pd(OAc)2 cat.Et3N-P(Tol)3

OH

I2

NTs

CO2MeAcHN

OH

83%

cat.PdCl2(CH3CN)2

[Pd(II)]

NTs

CO2MeNAc

95%

hvNaBH4

Na2CO3

NH

CO2MeNAc

60%

Mercuration followed by iodination.Υδραργύρωση ακολουθούμενη από ιωδίωση

OMC038

+R Co2(CO)8

the Pauson-Khand reaction

O

R

SiMe3

SiMe3

+CpCo(CO)2

Vollhardt co-trimerization

Me3Si

Me3Si

CoCO

CO

18-electron complex of Co(0)

Co Co

O

O

COOCOC

OC CO

CO

Other transition metals: cobaltΆλλα μέταλλα μετάτωσης:κοβάλτιο OMC039

O

CpCo(CO)2

Me3Si SiMe3

Me3Si

Me3Si

O

Me3Si

Me3Si

O

4-electron conrotatoryelectrocyclic reaction

Me3Si

Me3Si

O

H

Diels-Alder

Me3Si

Me3Si

H H

O

H

Steroid synthesis by the Vollhardt co-trimerizationΣύνθεση στεροϊδών με τριμερισμό Vollhardt

OMC040

R Co2(CO)8

-2 x CO

Co

Co

R

COCO

CO

COOC CO

-CO

Co

Co

R

COCO

CO

OC CO

Co

Co

R

COCo

Co

CO

R

Co

O

Co

R

O

Co(CO)3

Co(CO)3

R

O

RH

H

+2 x CO

CpCo(CO)2 +

18 electrons

-2COCpCo CpCo

16 electrons

CpCoMe3Si

SiMe318 electrons

CpCoMe3Si

Me3Si

CpCo

Me3Si

Me3Si

Me3Si

Me3SiCpCo

SiMe3

SiMe3

CpCo CoMe3Si

Me3Si Cp ligand omitted for clarityΥποκαταστάτης Cp παραλείπεται για καθαρότητα

Me3Si

Me3Si

CpCo Me3Si

Me3Si

Carbonyl insertion followed by reductive elimination.Εισαγωγή καρβονυλίου ακολουθούμενη από αναγωγική απόσπαση

Vollhardt co-trimerizationΤριμερισμός Vollhardt

or alternatively Diels-Alder rxnή εναλλακτικά αντίδραση Diels-Alder

OMC041