概要
アリールハライド・アリールトリフラートとアミン・アルコキシド間の、パラジウム触媒によるクロスカップリング反応。dppf、BINAPのような二座配位子および強塩基の存在が反応促進の鍵となっている。
高価なパラジウム触媒を必要とするものの、求核置換反応では合成不可能なアリールアミン・アリールエーテルが直接合成できる数少ない方法論である。
医薬品・材料領域を始めとし、多官能基化芳香族化合物の潜在的需要はきわめて高く、最近開発された反応の中でも実用的なものの一つといえる。
基本文献
- Paul, F.; Patt, J.; Hartwig, J. F. J. Am. Chem. Soc. 1994. 116, 5969. DOI:10.1021/ja00092a058
- Guram, A. S.; Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc. 1994. 116, 7901. DOI:10.1021/ja00096a059
- Guram, A.; Rennels, R.; Buchwald, S. Angew. Chem. Int. Ed., 1995 , 34, 1348. DOI: 10.1002/anie.199513481
- Louie, J.; Hartwig, J. F. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 3609. doi:10.1016/0040-4039(95)00605-C
<Review>
- Wolfe, J. P.; Wagaw, S.; Marcoux, J. F.; Buchwald, S. L. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 805. DOI: 10.1021/ar9600650
- Harwig, J. F. Acc. Chem. Res. 1998, 31, 852.
- Hartwig, J. F. Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 2046. [abstract]
- Hartwig, J. F. Pure. Appl. Chem. 1999, 71, 1417. doi:10.1351/pac199971081417
- Prim, D. A.; Campange, J.-M.; Joseph, D.; Andrioletti, B. Tetrahedron 2002, 58, 2041. doi:10.1016/S0040-4020(02)00076-5
- Hartwig, J. F. Synlett 2006, 1283. DOI: 10.1055/s-2006-939728
- Hartwig, J. F. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1534. doi:10.1021/ar800098p
- Surry, D. S.; Buchwald, S. L. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6338. doi:10.1002/anie.200800497
- Surry, D. S.; Buchwald, S. L. Chem. Sci. 2011, 2, 27. doi:10.1039/c0sc00331j
- Dorel, R.; Grugel, C. P.; Haydl, A. M. Angew. Chem. Int. Ed. 2019. doi:10.1002/anie.201904795
開発の歴史
1983年群馬大学の右田らはパラジウム触媒存在下、臭化ベンゼンとジエチルアミノトリブチルすずが反応し、アミノ化反応が進行することを報告した（右田反応：Kosugi, M.; Kameyama, M.; Migita, T. Chem. Lett., 1983, 927. DOI: 10.1246/cl.1983.927）。右田反応は本反応の原型であったにも関わらず、約10年ものあいだ全く注目されなかった。
Toshihiko Migita
1994年、米国の化学者HartwigらとBuchwaldらが独立して、右田反応の反応機構解明およびジエチルアミノトリブチルスズの反応内調製による簡便化を図った。その1年後、両者はアミノ化剤としてジエチルトリブチルスズを用いずアミンを用いる触媒反応を報告した。これを皮切りに新しい触媒の開発、基質一般性の拡大（各種アミン、フェノール誘導体、その他ヘテロ元素など）がHartwig、Buchwaldを含め世界中の化学者によって行われ、現在では医薬品合成にも用いられる最重要反応の１つとなっている。
Stephen L. BuchwaldとJohn F. Hartwig
反応機構
反応例
低反応性のアリールクロライドを用いる反応[1]
BINAPの大量合成法[2]:類似の条件は、リンや硫黄の導入にも用いることが可能。これらの場合には、それほど強力な塩基を必要としない。[2]
安価なアンモニアを窒素源とし、保護体を経ずにダイレクトにアニリン誘導体が合成可能。しかし強塩基が等量必要となってしまう欠点がある。[3]
水酸化物無機塩とのクロスカップリングを進行させる条件の開発によって、ダイレクトにフェノールの合成が可能 [3]
実験手順
実験のコツ・テクニック
参考文献
[1] Zim, D.; Buchwald, S. L. Org. Lett. 2003, 5, 2413. DOI: 10.1021/ol034561h[2] Org. Synth. 2000, 76, 6.
[3] Shen, Q.; Hartwig, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10028. DOI: 10.1021/ja064005t
[4] Anderson, K. W.; Ikawa, T.; Tundel, R. E.; Buchwald, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10694. DOI: 10.1021/ja0639719
関連反応
- リーベスカインド・スローグル クロスカップリング Liebeskind-Srogl Cross Coupling
- ウルマンエーテル合成 Ullmann Ether Synthesis
- 福山クロスカップリング Fukuyama Cross Coupling
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- ゴールドバーグ アミノ化反応 Goldberg Amination
- ハートウィグ ヒドロアミノ化反応 Hartwig Hydroamination
- 芳香族化合物のニトロ化 Nitration of Aromatic Compounds
- デレピン アミン合成 Delepine Amine Synthesis
- チャン・ラム・エヴァンス カップリング Chan-Lam-Evans Coupling
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- カルボニル化を伴うクロスカップリング Carbonylative Cross Coupling
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- 溝呂木・ヘック反応 Mizoroki-Heck Reaction
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- 鈴木・宮浦クロスカップリング Suzuki-Miyaura Cross Coupling
関連書籍
外部リンク
- 有機って面白いよね！！「パラジウムと有機合成」
- Buchwald-Hartwig Cross Coupling Reaction (organic-chemistry.org)
- ブッフバルト・ハートウィッグ反応 (Wikipedia)
- Buchwald-Hartwig reaction (Wikipedia)
- Buchwald-Hartwig reaction (ACROS; PDF file)
- Hartwig Group
- Buchwald Group
- Buchwald-Hartwig Amination (organic-reaciton.com)
- Buchwald-Hartwigカップリング（ほろ酔い化学者のブログ）
- Buchwald Phosphine Ligand (Sigma-Aldrich)
