ジアルキルビアリールホスフィン配位子

ジアルキルビアリールホスフィン配位子は、均一系触媒に使用されるホスフィン配位子です。これらは、ブッフバルト・ハートウィッグアミノ化反応やエーテル化反応、根岸クロスカップリング、鈴木・宮浦クロスカップリング、および関連反応に有用であることが証明されています。^[1]これらのPdベースのプロセスに加えて、それらの使用は、ニッケル^[2]、^{[3] 、 [4] [5]}、銀^[6]、銅^{[7 ]、}ロジウム^[8 ] 、^[9]、ルテニウム^[10]、 [ ^11]などの遷移金属によって触媒される変換にも拡張されています。^[12]

ジアルキルビアリールホスフィン配位子は、1998年にStephen L. Buchwaldによって初めて、炭素-窒素および炭素-炭素結合を形成するパラジウム触媒カップリング反応への応用について記述されました。 ^[13]開発される前は、Pd触媒CN結合形成クロスカップリングに第1世代または第2世代のホスフィン配位子（それぞれトリス（o-トリル）ホスフィンおよびBINAPなど）を使用するには厳しい条件が必要であり、変換の範囲は大幅に制限されていました。鈴木-宮浦および根岸クロスカップリング反応は、通常、触媒としてPd（PPh ₃）₄を使用して行われ、高温での臭化アリールおよびヨウ化アリールに限定されていましたが、広く入手可能な塩化アリールは反応しませんでした。ジアルキルビアリールホスフィン配位子は、「Buchwald配位子」と呼ばれることもあります。^[14]

ジアルキルビアリールホスフィン配位子は空気中で安定な固体である。多くは市販されており、安価な出発原料から合成できることが多い。ワンポットプロトコルは10kgを超える規模で実施されている。^{[15] [16]}

パラジウム触媒カップリング反応において他の配位子よりも触媒活性が優れているのは、電子豊富性、立体的嵩高さ、およびいくつかの特殊な構造的特徴によるものと考えられている。特に、リン上のシクロヘキシル、t-ブチル、およびアダマンチル基は、かさ高い電子供与性置換基としてこの目的に使用されている。ビフェニル系のホスフィノ基に対してオルト位にある下環も、重要な構造的特徴である。多数の結晶学的研究から、この配位子は半不安定配位子として振舞うことが示されており、触媒サイクル中に、反応性の高い、形式上 12 電子の L-Pd ⁰中間体を安定化させる役割を果たしていると考えられている。下環の 2,6-置換基は、これらの位置の Pd 媒介CH 活性化を介して触媒分解を最小限に抑える。Buchwald グループによる広範な実験から、これらの配位子の構造をさらにわずかに変更するだけで、異なる基質とのクロスカップリング反応における触媒活性が劇的に変化することがわかっている。これにより、特定の変換に合わせて調整された複数の配位子が開発されました。^[17]想定される触媒活性L-Pd ⁰種を温和な条件（多くの場合室温以下）で生成する手段を提供することで、数世代にわたる塩基活性化シクロパラジウム化プレ触媒の開発により、配位子の適用範囲がさらに広がり、使用が簡素化されました。^{[18] [19]}

DavePhosは、最初に報告されたジアルキルビアリールホスフィン配位子であり、当初はPd触媒による鈴木-宮浦クロスカップリング反応やブッフバルト-ハートウィッグアミノ化に使用されました。^{[20]この配位子の錯体は、ケトン[21]}やエステルのアリール化^[22] 、アリール塩化物のホウ素化^[23]、インドールのアリール化^{[24]など、幅広い反応を触媒します。}

DavePhosの改変型は数多く合成されている。t - BuDavePhosは、室温での臭化アリールと塩化アリールの鈴木-宮浦カップリングにおいて、DavePhosのさらに反応性の高い変種であることが示された。 ^[25]ビフェニル等価体（PhDavePhos）も入手可能である。

JohnPhosは、臭化アリールおよび塩化アリールとのPd触媒鈴木-宮浦反応をサポートします。 ^{[26]立体障害のある基質を許容し、低触媒負荷で室温で動作します。この配位子は、さまざまなハロゲン化アリールおよびトリフラートのアミノ化[27] [28]}やチオフェンのアリール化を含む複数の反応に利用されています。^[29]

DavePhosやJohnPhosと同様に、MePhosはPd触媒による鈴木-宮浦カップリングに有効である。^[30]また、アリールケトンの形成において活性触媒を形成することができる。^[31] t- BuMePhosを含むこの配位子の変種も市販されている。

Pd ₂ (dba) _{3 /MePhos触媒システムは、}鈴木クロスカップリングの後期段階に適用されています。この反応はキログラム規模で行われ、最終的なアミドカップリング段階に存在する過剰のイミダゾールがPdに配位して除去可能な副産物を生成するため、特別なパラジウム除去処理は必要ありませんでした。^[32]

XPhosは、アリールスルホネートおよびアリールハロゲン化物のアミノ化およびアミド化のためのPdベースの触媒を支持する。^[33] XPhosは、アリールおよびヘテロアリール塩化物のPd触媒ホウ素化にも使用されている^[34]

XPhosの改良型である、より立体障害の大きいt- BuXPhosとMe4 t ButylXPhosは、ジアリールエーテルの形成に使用されている。^{[35] 4位にスルホン酸基を組み込むことで、この配位子は水性二相溶媒中での}薗頭カップリングに使用できる。^[36]

SPhosはPd触媒による鈴木-宮浦カップリング反応に有効であることが証明されている。^[37]この配位子は、ヘテロアリール、電子豊富および電子不足のアリール、およびビニルボロン酸と、様々なアリールおよびヘテロアリールハロゲン化物とのクロスカップリングを、穏やかな反応条件下で可能にする。SPhosは、アリールおよびヘテロアリール塩化物のPd触媒ホウ素化にも使用されている。^[38]

sSPhosの3-スルホン酸変異体は、水性媒体中での鈴木-宮浦カップリングに使用されている。^[39] SPhosは、(±)-ガイゲリンの8段階全合成に使用された。^[40]

RuPhosは、有機亜鉛とアリールハロゲン化物のPd触媒根岸カップリングに効果的であることが証明されています。 ^[41]この配位子は、障害のある基質や幅広い官能基を許容します。その錯体は、アリール塩化物のトリフルオロメチル化^[42]やアリールハロゲン化物のアミノ化も触媒します。^[43]

BrettPhosは、アリールメシレートおよびアリールハライドのPd触媒アミノ化に有効であることが評価されている。^[44] Pd-BrettPhos錯体は、弱い求核剤とアリールハライドのカップリングを触媒する。このような触媒は、第一級アミンのモノアリール化に選択的である。BrettPhosのその他の触媒用途としては、アリール塩化物のトリフルオロメチル化、^[45]アリールトリフルオロメチルスルフィドの形成、^[46]および鈴木-宮浦クロスカップリングなどがある。^[47]

Pd -t- BuBrettPhos錯体は、アリールトリフラートおよびアリール臭化物のアリールフッ化物への変換を触媒する^[48]ほか、芳香族ニトロ化合物の合成にも用いられる^[49] 。かさ高いAdBrettPhosは、複数のヘテロ原子を含む5員環複素環式ハロゲン化物（ハロイミダゾールやハロピラゾールなど）のアミド化に用いられる。^[50]

CPhosは、3-シクロペンチルインドール誘導体^[51] 、ジヒドロベンゾフラン^[52] 、およびトランス二環式スルファミド^[53]のPd触媒合成における配位子として使用されている。また、第二級アルキル亜鉛試薬とアリールハライドとの根岸カップリングのためのパラダサイクル触媒前駆体の合成にも使用されている。 ^{[54] [55] [56]}

AlPhosは、アリールおよびヘテロアリールトリフラートの穏やかなPd触媒フッ素化を可能にする。^{[57] 2015年に報告されたこの配位子は、}ブッフヴァルト・ハートウィッグクロスカップリング反応に使用され、様々な活性化アリールおよびヘテロアリールトリフラートおよび臭化物のPd触媒フッ素化を介して高度に位置選択的なアリールフッ化物を合成した。^{[58] [59]}そのパラジウム錯体は、チオールと芳香族求電子剤のC-Sクロスカップリングによるアリールチオエーテルの調製にも使用されている。^[60]

多くの Pd 触媒クロスカップリング反応では、酸化的付加反応により、酸化的付加錯体 (OAC) と呼ばれる Pd(II) 誘導体が形成される。得られた L–Pd ^{II (Ar)X OAC は求電子性であるため、求核剤と反応し、}還元的脱離後に C–C および C–ヘテロ原子結合を形成する。^[61]このような Pd ^II OAC はプレ触媒として使用されている。^[62] OAC は安定性を示し、反応を穏やかな条件下で進行させることができる。これらはバイオコンジュゲーションに応用されている。^[63]たとえば、RuPhos および SPhos は Pd 媒介システインのアリール化の配位子として使用されており、BrettPhos およびt -BuBrettPhos の使用はリジンのアリール化に不可欠である。^{[64] [65] [66] [67]}

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