La reazione di Buchwald-Hartwig dovuta a Stephen L. Buchwald e John F. Hartwig, detta anche amminazione di Buchwald-Hartwig è una reazione di accoppiamento ossidativo. Dalla reazione si ottiene la formazione di un legame carbonio-azoto.
Tale reazione, su cui lavorarono indipendentemente l’uno dall’altro, fu pubblicata nel 1994 costituisce un metodo eccellente per ottenere ammine aromatiche.
L’utilità sintetica della reazione deriva dalla carenza di metodi alternativi per la sintesi di composti aromatici contenenti il legame C-N. Infatti la sostituzione nucleofila aromatica, l’amminazione riduttiva o la reazione di Goldberg prevedono condizioni proibitive e scarsissime rese.
La reazione avviene tra un alogenuro arilico e un’ammina primaria o secondaria in presenza di base forte e con il palladio che agisce da catalizzatore:
C6H5X + H-NR1R2 → C6H5N R1R2
La reazione comporta la formazione di un legame tra un atomo di carbonio ibridato sp2 e l’azoto mediato da un complesso di palladio
Questa reazione è un’importante alternativa alle sostituzioni aromatiche nucleofile che forniscono aniline, che generalmente richiedono condizioni meno favorevoli
Meccanismo della reazione di Buchwald-Hartwig
Il ciclo catalitico della reazione di Buchwald-Hartwig inizia con l’addizione ossidativa di un alogenuro arilico al palladio (0) a una velocità che è generalmente indipendente dalla struttura dell’ammina. Il complesso arilpalladio (II) risultante reagisce con l’ammina e la base, determinando la formazione di un legame metallo-azoto. Se è usata una base molto forte si ha la deprotonazione dell’ammina con formazione di un’ammide che a sua volta attacca il palladio con fuoriuscita dell’alogenuro.
L’eliminazione riduttiva dà luogo alla formazione del prodotto di reazione e rigenera il catalizzatore. Questo stadio influenza fortemente la velocità della reazione. In generale, maggiore è la densità elettronica all’azoto, maggiore è la velocità dell’ eliminazione riduttiva.
Il meccanismo della reazione è rappresentato in figura:
reazione di Buchwald Hartwig
Vantaggi della reazione di Buchwald-Hartwig
L’amminazione catalizzata dal palladio di alogenuri arilici, vinilici, eteroarilici e pseudoalogenuri è in rapida crescita e si è rapidamente affermata come un mezzo rispettato nella sintesi di nuovi materiali, sistemi eterociclici, prodotti farmaceutici, e si è rivelata uno strumento prezioso nella sintesi totale di diversi prodotti naturali, che esibiscono diverse attività biologiche.
La scoperta della reazione di Buchwald-Hartwig ha permesso la sintesi facile ed efficiente delle arilammine, sostituendo altri approcci come la reazione di Goldberg e la sostituzione nucleofila aromatica convenzionale.
Nel corso del progresso della reazione di Buchwald-Hartwig sono state introdotte diverse generazioni di complessi catalitici, ciascuna delle quali consente una portata superiore in termini di partner di accoppiamento e condizioni di reazione più miti, consentendo praticamente a tutte le ammine di essere accoppiate con un numero diverso di partner. A causa dell’abbondanza e dell’importanza dei legami carbonio-azoto arilici nella struttura dei prodotti naturali, la reazione ha ottenuto un ampio utilizzo nella chimica organica sintetica, ottenendo efficacia nella sintesi totale di prodotti naturali e nella preparazione di diversi prodotti farmaceutici su scala industriale
