Química Orgánica 2 · Enlaces carbono–carbono con organometálicos
4-(4-Metilfenil)morfolina por aminación de Buchwald–Hartwig
Condiciones: Pd2(dba)3, BINAP, NaOtBu, toluene, heat
Dibuja este problema tú mismo
Arrastra desde los electrones que se mueven hasta donde van, o toca uno y luego el otro. Cada flecha se revisa; Pista te ayuda cuando te atascas. No necesitas cuenta.
El mecanismo, paso a paso
Siguiente reproduce las flechas curvas de cada paso y las explica. Los pasos escritos están abajo.
Leer los 5 pasos escritos
Adición oxidativa
El Pd(0) se inserta en el enlace C–Br del 4-bromotolueno en un solo paso concertado, dando un complejo de paladio(II) con el grupo arilo y el bromuro sobre el metal. El carbono del anillo que lleva el halógeno no puede sufrir SN2, así que es el metal el que activa el enlace C–Br. El Pd2(dba)3 con BINAP aporta este Pd(0).
Las flechas curvas
- Un par solitario del paladio(0) forma el nuevo enlace Pd–C con el carbono que lleva el halógeno.
- El par del enlace C–Br que se rompe forma el enlace Pd–Br, así que el paladio pasa de 0 a +2.
La morfolina se une al paladio
El par solitario del nitrógeno de la morfolina se enlaza al centro de arilpaladio(II) y el bromuro sale del metal. Ahora el nitrógeno lleva una carga positiva, lo que vuelve mucho más ácido su protón N–H.
Las flechas curvas
- El par solitario del nitrógeno forma un enlace dativo N–Pd.
- El par del enlace Pd–Br se va con el bromuro y deja lugar a la amina sobre el paladio.
El terc-butóxido quita el protón N–H
El terc-butóxido de sodio, la base fuerte presente, quita el protón del nitrógeno de amonio unido al paladio. Así se obtiene un complejo amido de arilpaladio(II) neutro.
Las flechas curvas
- Un par solitario del terc-butóxido toma el protón N–H.
- El par del enlace N–H se queda en el nitrógeno, que se convierte en un ligando amido neutro.
Eliminación reductiva C–N
Los grupos arilo y amido se acoplan sobre el paladio, formando el nuevo enlace C–N arílico y devolviendo el paladio a Pd(0). El voluminoso ligando quelante BINAP favorece este paso frente a las reacciones secundarias.
Las flechas curvas
- El par del enlace Pd–C(arilo) forma el nuevo enlace C–N.
- El par del enlace Pd–N regresa al paladio como par solitario y regenera el Pd(0).
4-(4-Metilfenil)morfolina
Ahora la morfolina está unida por el nitrógeno al carbono del anillo que llevaba el bromo: 4-(4-metilfenil)morfolina. El terc-butanol y el bromuro (como NaBr) son los subproductos, y el Pd(0) vuelve a entrar en el ciclo.
Qué vas a practicar
Dibuja un ciclo de Buchwald–Hartwig: adición oxidativa del 4-bromotolueno, unión de la morfolina al paladio, desprotonación por el terc-butóxido y eliminación reductiva C–N.
Acabas de dibujar cada flecha de este problema.
Cada uno de los 5349 problemas de Orgánica 1 y 2 funciona así: comentarios en cada flecha, pistas cuando te atascas y un modo examen sin pistas. Gratis con una cuenta, sin tarjeta.
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