Lepsze wykorzystanie wiązań C-H
Synteza chemiczna ma ogromny wpływ na społeczeństwo, ponieważ dostarcza cennych związków w postaci nowych materiałów, leków, czujników lub źródeł energii. Wytwarzanie tych cząsteczek w sposób efektywny i zrównoważony jest stałym przedmiotem badań. W ostatniej dekadzie pojawiła się nowa koncepcja reaktywności wykorzystująca wszechobecne wiązanie C-H. Zmiana funkcji tego wiązania pozwala na bardziej ekonomiczne i szybsze wytwarzanie związków organicznych dla przemysłu. Celem finansowanego ze środków unijnych projektu HINDAMINE (Pd(II)-catalyzed direct Csp3-H functionalization of amines: A new platform for the synthesis of privileged molecules) było opracowanie nowych metod funkcjonalizacji typów wiązań C-H, które zazwyczaj nie ulegają reakcjom zbyt łatwo. Jest to bardzo ważne w przypadku syntezy związków o szerokim zakresie zastosowań, od opracowywania nowych leków, po produkcję zaawansowanych materiałów. Naukowcy uczestniczący w projekcie HINDAMINE stworzyli plan katalizowanej palladem funkcjonalizacji wiązania C-H w aminach bez obecności jakiejkolwiek grupy kierującej. Naukowcy chcieli opracować metodę wykorzystania wcześniej nieaktywnych cząsteczek jako syntetycznych związków pośrednich w syntezie chemicznej. Głównym elementem konstrukcyjnym był prosty keton wiążący katalizator palladowy w celu połączenia ligandu octanowego i wolnego wiązania N-H. Naukowcy odkryli, że pochodne aminoalkoholi wykazujące grupy arylowe, chronione grupy hydroksylowe i aminowe działały dobrze w procesie karbonylowania C-H. Zaobserwowano, że pallad musiał „wybrać” pomiędzy reakcjami z cztero- i pięcioczłonowymi pierścieniami oraz że reakcja przebiegała wzdłuż większego pierścienia. Aby wykazać, że ta reakcja ma szerokie zastosowanie, naukowcy starali się uprościć problematyczny proces reakcji węgiel-węgiel. Zespół ocenił najpierw reakcję amin, których działanie było zahamowane, z akrylanem trifluoroetylu w obecności octanu palladu i octanu srebra. Naukowcy zaobserwowali utworzenie odpowiedniej pirolidyny, która była produktem reakcji alkenylowania C-H i wewnątrzczaszkowej reakcji addycji aza-Michaela. Wyniki te pokazują, że poprzez manipulowanie właściwościami amin alifatycznych można opracować wiele metod funkcjonalizacji C-H w aminoalkoholach i ketonach. Stwarza to możliwości zastosowania tej nowej strategii w innych powszechnie występujących w przyrodzie motywach strukturalnych zawierających aminy.
