Поступило в редакцию: октябрь 2013

УДК 547.539.546.541.49

Fluorine Notes, 2014, 94, 1-2

РЕАКЦИИ АЛКИЛИРОВАНИЯ, АРИЛИРОВАНИЯ, АЛКЕНИЛИРОВАНИЯ И АЛКИНИЛИРОВАНИЯ ПОЛИФТОРАРЕНОВ И -ГЕТАРЕНОВ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПО АРОМАТИЧЕСКОМУ КОЛЬЦУ (ДОПОЛНЕНИЕ)

Т.Д.Петрова, В.Е.Платонов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Новосибирский институт органической химии им. Н.Н.Ворожцова Сибирского отделения Российской академии наук, 630090 Новосибирск, проспект Акад. Лаврентьева, 9.
e-mail: petrova@nioch.nsc.ru

Аннотация. В обзоре рассмотрены реакции алкилирования, арилирования, алкенилирования и алкинилирования полифтораренов и – гетаренов, протекающие по ароматическому кольцу и приводящие к образованию связей С_Ar- C. Обзор содержит сведения о традиционных методах проведения таких превращений, которые включают, например, реакции полифтораренов с электрофильными, нуклеофильными, радикальными реагентами. Наряду с этими методами, рассматриваются реакции с применением металлокомплексного катализа. Применение металлокомплексного катализа расширяет область используемых субстратов. Этот метод включает реакции кросс-сочетания металло- и элементоорганических соединений и арилгалогенидов, катализируемые комплексами переходных металлов с различными органическими лигандами. Представлены реакции Кумады, Негиши, Сузуки, Стилла, Хийямы, Хека и Сононогаширы. В ряду полифтораренов и – гетаренов превращения связи C_Ar-Hal включает также и связь C_Ar-F.

Ключевые слова: полифторарены и – гетарены, алкилирование, арилирование, алкенилирование, алкинилирование, металлокомплексный катализ, палладиевые катализаторы, реакции кросс-сочетания.

Д О П О Л Н Е Н И Е

В основном тексте этого обзора приведены ссылки на работы, опубликованные до середины 2010г. В этом дополнении рассмотрены работы, опубликованные во второй половине 2010 г, а также в 2011 и 2012 гг. Материал приводится в соответствии с разделами основного текста обзора (Fluorine Notes, выпуски 2(93) и 1(92) за 2014 г.).

II. Превращения по связи С_Ar-H

1. Прямое введение алкил-, арил- ( гетарил-) и непредельных группировок

1.1 Реакции в присутствии кислотных катализаторов

Моно- и ди-изопропилирование три- и тетрафторбензолов действием изопропилхлорида в присутствии AlCl₃ см. [1]. Трет.-бутилирование 3,5-дифторфенола в положение 4 протекает в присутствии ZrCl₄ при действии ди-трет.бутилового эфира [2]. 1,3-Дифторбензол бензилируется в положение 4 по Фриделю-Крафтсу с выходом 62% в присутствии эфирата трёхфтористого бора, при этом источником бензильного катиона является п-хлорбензилгидроксамат [3]. Реакция пентафторфенилирования перфтор-(1,2-диэтилбензоциклобутена) под действием SbF₅ приведена в работе [4]. Гетарилирование 1,3,5-трифторбензола имеет место при его взаимодействии с 2-амино-1,3-тиазолом в присутствии AlCl₃ [5]. Описанная в работах основного текста [12,13,24] внутримолекулярная реакция образования полифторированных хинолинонов из полифторированных анилидов по типу превращения Фриделя-Крафтса использована в работах [6,7]. В добавление к реакциям Скраупа, приведённым на схеме 6, осуществлено превращение 3,5-дифтор-4-R-анилина (R=CH₂COOH, Br) в хинолиновое производное под действием H₂SO₄ и FeSO₄ [8]. Перегруппировка aza-Cope 2,4-дифтор-N-(3-фенилпроп-2-ен-1-ил)анилина в присутствии эфирата трехфтористого бора ведёт к образованию 2,4-дифтор-6-(3-фенилпроп-2-ен-1-ил)анилина [9].

1.2 Термические и фотохимические превращения

С выходом 65% осуществлён синтез 1,3-дифтор- и 1,2,3-трифтор-5-метил-бензо[с]фенантренов, как предшественников полифторированных фуллеренов, включающий стадию внутримолекулярного арилирования в ходе фотоциклизации соответствующих 1,3-ди- или 1,2,3-трифтор-6- (1-(нафталин-2-ил)проп-1-ен-2-ил)нафталинов в присутствии иода и смеси пропиленоксид / вода [10].

1.3 Реакции в присутствии основания

Реакция алкилирования 2,6-дифторнитробензола с этилхлорпропионатом в присутствии трет.-бутилата калия протекает аналогично приведённой на схеме 16 (выход 99%) [11]. При взаимодействии 4,6,7- и 4,5,7-трифторхинолинов с СН₃I и амидом натрия в жидком аммиаке идёт реакция метилирования по связи С_Ar-Н между атомами фтора. Под действием 1 экв. амида натрия эта связь депротонируется с образованием хинолинильных анионов, которые реагируют как нуклеофилы с СН₃I, давая метильные производные трифторхинолинов [12]. Новый путь функционализации связи С_Ar-Н без применения металлов путём кросс-сочетания АгВг(I) с АгС-Н в присутствии органических катализаторов и основания использована для арилирования 1,4-дифторбензола в положение 2 действием п-метоксибром- или -иодбензола в присутствии трет.-бутилата калия и 1,10-фенантролина в качестве катализатора (выход с бромидом 81% [13] ) или хинолин-1-амино-2-карбоновой кислоты (выход 64% [14] ).

1.4 Металлокомплексный катализ

1.4.1 Использование палладиевых катализаторов

В добавление к схеме 18 в аналогичных условиях изучено взаимодействие пентафторбензола и 2,3,5,6-тетрафторанизола с 5-бром-11-фенилтетраценом с целью получения полифторарилтетраценов [15], пентафторбензола с 9-бром-10-фенилантраценом для получения 9-пентафторфенил-10-фенилантрацена [16], а также реакция пентафторбензола с различными арилсульфонатами или арилтрифлатами [17]. 3-Бром-2’,6’-дифторбифенил с аза-группировкой в положении 2 получается из 1,3-дифторбензола и 2-замещённого 1,3-дибромбензола [18], а 2,3,4,5,6-пентафтор-4’-метилбифенил из пентафторбензола и п-хлортолуола [19].

Для синтеза полифторированных биарилов и терфенилов использованы реакции пентафторбензола соответственно с бромбензолом и его производными или 1,3-дибромбензолом, катализаторами в которых служат новые трифторацетатные палладиевые комплексы с гетеро-бис(карбенными) лигандами, но выходы конечных продуктов не очень высоки [20]. Арилирование пентафторбензола и 1,4-дифторбензола до бифенильного производного действием арилиодидов с добавлением к палладиевому катализатору Аg₂CO₃ или AgNO₃ описано в работах [21-23]. Другой вариант таких реакций и не только для пентафторбензола, но и для изомерных тетра- и трифторбензолов, реализуется, когда к Рd(OAc)₂ добавляют, кроме Ag₂CO₃, ещё и сульфиды, например, метилэтилсульфид, которые промотируют реакцию [24]. Полифторированные бифенилы из пентафторбензола и изомерных тетрафторбензолов образуются при взаимодействии последних с простыми арилами типа бензола, толуола и анизола в присутствии Pd(OAc)₂ без окислителей и добавок, если реакции проводятся в имидазолиевых ионных жидкостях (ILs) {[bmimPF₆] и [bmimBF₄]}, которые регенерируются. Реакция катализируется AcOH [25]. Лёгкий процесс прямого арилирования действием бромаренов, требующий использования только каталитических количеств Pd(OAc)₂, без лигандов, субстехиометрических количеств Ag₂CO₃ , без основания , реализован на примере реакции 1,3,5-трифторбензола и 2-бромэтилбензоата , приводящей к бифенильному производному с выходом 89% [26]. Использовался также Ag₂CO₃ в кросс-сочетании полифтораренов (пентафторбензол, изомерные тетрафторбензолы, 1,3,5-трифторбензол, 1,3-дифторбензол, 2,3,5,6-тетрафторанизол, 2,3,5,6-тетрафтортолуол) с ароматическими и гетероциклическими карбоновыми кислотами. При этом реализуется комбинация декарбоксилирования и разрыва связи C_Ar-Н, что приводит к получению полифторированных биарилов. Катализатор реакции – Pd(TFA)₂/PСy₃. Соли серебра способствуют декарбоксилативному кросс-сочетанию [27]. Окислительное арилирование пентафторбензола и 1.2,4,5-тетрафторбензола протекает при их взаимодействии с бензольными производными, содержащими 2-пиридилсульфонильную группу, в присутствии Pd(OAC)₂, Ag₂CO₃ и бензохинона [28]. В нефторированном соединении в реакции участвует связь С_Ar -Н в орто- положении к 2-пиридилсульфонильной группе, активированная этой группой. Образование двух новых бисарильных С_Ar-С_Ar связей происходит при окислительном сочетании 1,2-дифторбензола с фенилкарбаматами, у которых активированы два орто-положения к карбаматной группировке. Реакция идёт с Pd(OAc)₂, Na₂S₂O₈ в качестве окислителя и обязательно в присутствии CF₃COOH с образованием тетрафтортерфенила (выход 78%) [29]. Реакция окислительного сочетания с N-арилоксазолидинонами в тех же условиях протекает как в орто-, так и в пара-положение к атому фтора с участием С_Ar-Н связи арильного фрагмента в орто-положении к связи С_Ar-N [30]. Пентафторбензол, 3-замещённые 1,2,4,5-тетрафторбензолы , изомерные трифторбензолы, а также полифторбифенилы арилируются соответственно до бифенилов или терфенилов путём кросс-сочетания с аренами в присутствии Pd(OAc)₂, триметилуксусной кислоты и бис-ацетата меди [31]. Продолжено изучение реакций гетарилирования полифтораренов в ходе их кросс-сочетания с различными гетероциклическими галогенированными или негалогенированными системами. Сведения о реакциях пентафторбензола и замещённого 2,3,5,6-тетрафторбензола с бромтиофенами даны в [32,33], м-дифторбензола с 3-бромтиофеном – в [34], 1,2,4,5-тетрафторбензола с различными гетероциклическими бромпроизводными – в [35]. Гетарилирование пентафторбензола и 1,2,4,5-тетрафторбензола 2-тозилат- или 2,4-дитозилат- хинолином описано в работе [36]. Окислительное гетарилирование пентафторбензола, тетрафторзамещённых бензолов и бифенилов, изомерных дифторбензолов, протекающее в присутствии соединений серебра, триметилуксусной кислоты и кислорода в качестве окислителя путём кросс-сочетания с тиофеном и его производными, бензотиофеном, индолом и его производными, а также кумаринами, осуществлено в работах [37-40].

Прямое алкенилирование пентафторбензола, 1,2,4,5-тетрафторбензола, изомерных трифтор- и дифторбензолов проведено путём прямого сочетания полифтораренов с аллиловыми эфирами, стиролом и другими олефинами в условиях катализируемого палладием окислительного арилирования алкенов по реакции Фуживары- Моритани [41-48]. В реакции Фуживары-Моритани идёт активация С_Ar-Н связи за счёт её паллаидирования при взаимодействии с Pd(II), образующимся в условиях реакции из Pd(0) под действием окислителя. Далее идёт присоединение палладиевого соединения к двойной связи олефина, и дальнейший результат реакции обусловлен β-Н элиминированием в олефине. Аналогичный продукт алкенилирования получается в реакции 1,2,4,5-тетрафторбензола с иодаллиловым эфиром в сходных условиях [49]. При взаимодействии пентафторбензола, монозамещённых 2,3,5,6-тетрафтор- и 2,4,5-трифторбензолов с α,α-дибромстиролами, содержащими в орто-положении N-пиррольный или N-индольный остаток, в присутствии Pd(OAc)₂ и Ru-Phos идёт межмолекулярное алкенилирование С-Н связи фторарена и далее внутримолекулярное алкенилирование С-Н связи пиррола или индола, что представляет удобный путь получения, например, 4-полифторарил-пирроло[1,2-а]хинолинов [50]. Внутримолекулярное окислительное олефинирование 3-(2',4'-дифторфенил-метиламино)циклогекс-2-енона под действием Pd(OAc)₂ в атмосфере кислорода приводит к N-алкил-дифторкарбазолону [51]. Прямое арилирование м-дифторбензола идёт по реакции Негиши с 1-[2-(2,6-дибромфенил)диазен-1-ил]пирролидином в системе n-BuLi, ZnCl₂ и Pd(PPh₃)₄ . В превращении при этом участвуют оба атома брома [52].

1.4.2 Использование катализаторов на базе родия, никеля и других металлов

Для кросс-сочетания в качестве катализаторов могут быть использованы комплексы многих переходных металлов. Так, в атмосфере кислорода, каталитическом действии хлоридов никеля, марганца, кобальта или железа и в присутствии системы ТМРMgClLiCl, (TMP)₂Zn₂MgCl₂2LiCl идёт димеризация с отщеплением атомов водорода между двумя атомами фтора для м-дифторбензола, 3.5-дифторбензонитрила, замещённого 2.4-дифторбензола, 1,2,4-трифторбензола и 1,2,4,5-тетрафторбензола. При этом образуются бифенилы, обязательно содержащие 4 атома фтора в положениях 2,6,2',6' [53]. Арилирование фенильных колец в 2-(3’,4’,5’-трифторфенил)пиридине действием п-метоксихлорбензола [54] и в 2-(2^’,4^’-дифторфенокси)пиридине действием п-метоксибромбензола [55], протекающее cоответственно в положение 2' или 6^’ этих колец, идёт с рутениевым катализатором [Ru(p-cymene)(MesCO₂)₂] путём активации С-Н связи и последующего скорость-определяющего окислительного присоединения арилгалогенида. п-Дифторбензол арилируется п-броманизолом при использовании комплекса диацетата молибдена [56].

Комплексы CoBr₂ с различными лигандами использованы для присоединения полифторированных ароматических иминов к алкенам или алкинам, что приводит к алкил- или, соответственно, алкенильным производным этих иминов. Реакция идёт с активацией С-Н связи фторированного кольца в орто-положении к фтору и фрагменту –С=N-. (п-Метоксифенил)имин 3,5-дифторацетофенона реагирует с триметилсилильным производным этилена при использовании 1,10-фенантролинового лиганда, давая этилсилильное производное [57], а реакция с 1,2-дифенилэтином, фосфиновым лигандом и различными добавками приводит к олефинированию фторированного фенильного кольца имина [58]. Олефинирование пентафторбензола и изомерных тетрафторбензолов действием 1.2-диэтилэтина протекает с комплексным никилиевым катализатором и с участием одной или двух связей С_Ar-Н, а связь С_Ar-F не активируется. Природа лиганда при этом играет определяющую роль, поскольку каждое соединение вступает в реакцию только при наличии определённого лиганда [59]. В отличие от этого в работе [60] показано, что комбинация Ni(cod)₂ и PCyp₃ является эффективным катализатором алкенилирования широкого круга полифторбензолов, содержащих от 2х до 5-ти атомов фтора в кольце, действием алкинов и приводящего к полифторфенилэтенам. Как и в предыдущей работе [59], имеет место преимущественная активация связи С_Ar-Н по сравнению со связью С_Ar-F. Эти данные и соображения по механизму реакции дополняют сведения, описанные в работе [57] настоящего раздела основного текста. В среде диоксана каталитическая система [Rh(cod)(OH)]₂ c лигандом dppbenzene эффективно промотирует прямое алкенилирование полифторбензолов бутиловым эфиром этиленкарбоновой кислоты, а в частично водной среде идёт гидроарилирование олефина [61]. Прямое арилирование1,4-дифторбензола или 1.3,5-трифторбензола осуществлено путём окислительного сочетания с пара-замещённой фенилборной кислотой, использованием железного катализатора Fe(OTf)₃ c лигандом 4,7-бис[4-(трифторметил)фенил]-1,10-фенантролин и ди-трет.бутилпероксида как окислителя [62]. Реакция идёт путём гомолитического ароматического замещения с образованием арильного радикала из арилборной кислоты и пероксида.

2. Предварительная активация связи С_Ar-H металлированием

2.1 Образование и реакции литиевых производных.

Метилирование 2,3,4,5-тетрафторбензойной кислоты с n-BuLi и CH₃I (выход 56%) см. [1]. К примерам реакций гидроксиалкилирования, приведённых на схеме 39, может быть добавлена реакция пентафторбензола и 3-алкил-2-формилтиофена с n-BuLi в THF [63].

2.2 Образование и превращения полифторированных медьорганических соединений.

Предложен общий метод катализируемой медью (CuCl, 1,10-фенантролин) димеризации путём кросс-сочетания двух ароматических соединений (арены, гетарены) с использованием иода как окислителя. Идёт иодирование одного арена и последующее арилирование наиболее кислой С-Н связи другого. Достоинство способа – использование небольшого избытка второго арена. Таким способом реализовано арилирование и гетарилирование пентафторбензола, тетра- и трифторбензолов и замещённых п-Н-тетрафторбензолов [64]. К примерам на схеме 42 добавляются реакции пентафторбензола с 2-ацетиленовым производным пиридина и 4-ацетиленовым производным фторбензола, которые проводятся в присутствии кислорода, как окислителя, CuCl₂, 1,10-фенантролина и замещённого бензохинона [65]. Новый путь к 2-(полифторарил)бензофуранам (выход более 90%) представляет собой тандемную реакцию 1-(2,2-дибромвинил)-2-нафтола или о-дибромвинилфенолов с пентафторбензолом или п-Н-производными 2,3,5,6-тетрафторбензола, катализируемую одновалентной медью (CuI, 1,10-фенантролин), в ходе которой идёт активация С_Ar-H связи и образование внутримолекулярной связи С-О [66]. Прямое бензилирование 1,2,4,5-тетрафторбензола происходит при действии N-тозилгидразона ацетофенона в присутствии CuI и t-BuOLi и приводит к 1,2,4,5-тетрафтор-3-(1-фенилэтил)бензолу [67]. Предлагаемый механизм превращения включает миграционное внедрение Cu-карбена, который образуется из Cu-Ar_F и карбена из тозилата. Аллилирование связи C_Ar-H в пентафторбензоле или замещённых 2,3,5,6-тетрафторбензолах предложено проводить действием аллилфосфатов в присутствии ацетилацетоната меди и 1,10-фенантролина [68]. Каталитическая система на основе меди (CuCl, 1,10-фенантролин) использована и для прямого сочетания полифтораренов, в частности, пентафторбензола с пропаргилфосфатами, приводящего к образованию (полифторфенил)алленов [69].

2.3 Образование и превращения полифторарилборорганических соединений.

В течение 2010-2012гг полифторфенилборные кислоты активно использовались в процессах арилирования и гетарилирования по реакции Сузуки путём их кросс-сочетания с иод-, бром- и хлораренами и гетаренами. При этом арилирование включало как участие собственно галогеноарена, так и превращение галогеноарильного фрагмента в составе сложного соединения, в том числе и гетероциклического. Варьировались металлическая составляющая катализатора, состояние, в котором он использовался (например, нанесённым на подложку или в другом виде), количество катализатора, природа органического лиганда, используемое основание, среда и другие условия проведения реакции, в том числе применение микроволнового облучения с целью повышения выхода основного продукта, а также упрощения и удешевления процесса. Далее в разделах 2.3.1 – 2.3.3 приводятся работы, выполненные в этом напрвлении, но их список не является исчерпывающим.

2.3.1 Дифторфенилборные кислоты.

О реакциях Сузуки 2,4-дифторфенилборной кислоты 1 с бромаренами и палладий-каталитическими системами, приводящих к бифенильным производным, см. [70-74]. Диарилметановое производное получается при сочетании с бензилбромидом [75]. Осуществлено арилирование бромфенильным фрагментом гетероцикла [76,77], а также гетарилирование в добавление к схеме 46 [78-83]. Арилирование кислоты 1 до бифенильных производных реализовано также кросс-сочетанием с иодбензолом [84] и п-иодфенолом [85]. В первом случае использовался специально приготовленный катализатор в виде наночастиц палладия, нанесённых на силиконовую сферу с мезопорными стенками. Атом иода участвует в реакции и при сочетании кислоты 1 с 3-бром-4-иодбензонитрилом [86]. Гетарилирование кислоты 1 или её эфира с участием атома иода в гетероцикле описано в работе [87]. Гетероциклические хлориды также активны в реакциях с кислотой 1 [88-92]. Описаны также реакции гетарилирования с участием 5-хлор- [93] и 3-цианпроизводных кислоты 1 [94].

В аналогичных указанным выше направлениях использовались и 3,5-дифторфенилборная кислота 3 или её эфир, а также замещённые кислота и эфир. Это реакция Сузуки с палладиевыми каталитическими системами и бром- [95-97], иод- [96] фенильными производными или бромнафтильным производным [98], а также галогенарильным заместителем в составе гетероциклического соединения [99], приводящие к образованию системы бифенила или разветвлённого полифенилена. Гетарилирование кислоты 3 или её эфира дополнительно к данным, приведённым на схеме 47, реализовывалось сочетанием с бром- [100-108], хлор- [109-115], иод-[116,117] и трифлатными [118,119] гетероциклическими производными, содержащими эти заместители непосредственно в гетероциклическом кольце. Кислота 3 подвергается алкенилированию при кросс-сочетании с метил 4-бромпент-4-еноатом в присутствии палладиевого катализатора [120], а также при кросс-сочетании по реакции Libeskind-Srogl с гем-дитиоацеталем α-оксокетена [121]., которая подобна реакции с гем-дигалогеноолефинами. Эта реакция катализируется соединениями Pd(0) и ей способствуют соединения Cu(I), в частности, использован Pd(PPh₃)₄ с добавлением тиофен-2-карбоксилата Cu(I). Гомосочетание кислоты 3 до соответствующего бифенила протекает без основания и лигандов в присутствии недорогого и стабильного CuSO₄ в DMF с использованием молекулярных сит (выход 67%) [122] или проведением реакции в воде и использованием в виде нанокатализатора β-циклодекстринового комплекса Cu(II) [123]. Наконец, описан первый пример прямого С-Н арилирования по реакции Сузуки гетарена, не содержащего галогена, действием арилборной кислотой и катализируемого солями железа. Так, кислота 3 и пиррол взаимодействуют в присутствии системы дигидрат оксалата Fe(II)\pyclen, давая с выходом 52% пиррол, замещённый в положении 2 дифторфенильным остатком [124].

Для других изомерных дифторфенилборных кислот – 3,4-дифторфенил- 2, 2,5-дифторфенил- 4 , 2,6-дифторфенил- 6 исследовалась главным образом реакция Сузуки. Кросс-сочетание с гетероциклическими галогенопроизводными для кислоты 2 см. [105,125-129], для кислты 4 [105, 130, 131], замещённой кислоты 4 [132] и её эфира [133], для кислоты 6 [134-138], замещённых кислоты 6 [139] и её эфира [140]. Реакции арилирования по Сузуки кислот 2, 4 и 6 до бифенильной системы и кислоты 2 с бромпроизводным 2,3,4,9-тетрагидро-1Н-флуорена описаны соответственно в работах [99, 141-151], в том числе замещённого эфира кислоты 6 [152]. Кроме того, из эфира кислоты 6 и бромбифенила с добавкой к катализатору СuCl получен дифтортерфенил [153], а реакция кислоты 6 с трифлатным производным замещённого нафталина приводит к введению в дифторфенильное кольцо нафталинового фрагмента [154]. Кислота 2 подобно своему изомеру 3 в аналогичных условиях подвергается олефинированию под действием дитиоацеталей α-оксокетена [121]. Использование биметаллической каталитической системы Pd/Cu [Cu(OAc)₂, CuCl, Pd(OAc)₂] позволило провести гетарилирование кислоты 2 кросс-сочетанием с различными незамещёнными гетероциклическими соединениями за счёт прямого арилирования С-Н связи гетероцикла [155].

2.3.2 Трифторфенилборные кислоты.

Образование бифенильных производных из 3,4,5-трифторфенилборной кислоты 7 и галогеноаренов (I, Br, Cl) или трифлатных производных аренов в реакции Сузуки исследовано в работах [145, 156-161], из 2,3,4-трифторфенилборной кислоты – в работах [162,163], из 2,4,5-трифторфенилборной кислоты – в работе [164]. Реакция арилирования по Сузуки кислоты 7 кросс-сочетанием с замещённым 3,3’-дибромбифенилом приводит к гексафторкватерфенилу [165]. Гетероарилирование по Сузуки идёт при взаимодействии кислоты 7 с 2-бромпиридином [166] и бромпроизводным бензоселенофена [167], 2,3,4-трифторфенилборной кислоты с замещённымм бромбензолом и 4-бром-1,2-диазолом [162], 2,4,5-трифторфенилборной кислоты с бромоксазольным производным [168] и 2,3,5-трифторфенилборной кислоты с 5-бромпроизводным N-алкил-6-метилпиридин-2-она [169]. Алкенилирование кислоты 7 в окислительном варианте реакции Хека происходит при её сочетании с 3-( п-нитрофенилсульфонил)-4-винилоксазолидин-2-оном, когда в качестве катализатора берётся Pd(ОАс)₂-сульфоксид , и реакция проводится в присутствии бензохинона [170]. Получение 2-(3,4,5-трифторфенил)-2Н-хромена из кислоты 7 в присутствии никелевого катализатора, основанное на активизации связи Сsp³-O никелевым катализатором и превращении её в связь Сsp³-C, предложена в работе [171]. С катализатором Ni-бис(циклооктадиен), PPh₃ без применения основания 2-арилированный 2-Н-хромен был получен с 94%-ным выходом.

Тетрафторфенилборные кислоты

Реакция Сузуки 2,3,4,5-тетрафторфенилборной кислоты и 2-бромпиридина даёт 2-(2',3',4',5'-тетрафторфенил)пиридин с выходом 40% [172].

2.3.3 Пентафторфенилборная кислота и полифторфенилбораты

В добавление к изложенным в основном тексте реакциям Сузуки пентафторфенилборной кислоты с аренами типа 4ХС₆Н₄Вr расширен круг заместителей Х [160] и получены данные по взаимодействию этой кислоты с аминозамещённым бромциклофаном [173]. Калиевые соли изомерных дифторфенилборатов в реакции Сузуки с замещённым бромбензолом дают соответствующие бифенилы [70a], а в реакции калиевой соли 2,6-дифторфенилбората с п-бромиодбензолом галогенопроизводное бифенила получается за счёт участия в реакции атома иода [174]. Реализованы реакции кросс-сочетания по Сузуки калиевой соли 2,4-дифторфенилбората с замещённым тиофендиазоний тетрафторборатом до 3-дифторфенильного производного тиофена [175] и с замещённым бензолдиазоний тетрафторборатом до соответствующего дифторбифенила [176]. Наконец, калиевая соль 3,5-дифторфенилбората алкенилируется кросс-сочетанием в присутствии палладиевого катализатора с тетразамещённым бензольным производным, содержащем в качестве одного из заместителей бромвинильную группировку [177].

III Превращения по связи C_Ar-Hal (Br, Cl, I)

1. Реакции с Na- и Mg-органическими производными

В основном добавления в этом разделе относятся к реакциям Mg-органических производных, полученных из полифторированных бром- или хлорбензолов, с разнообразными галогенсодержащими соединениями различных классов, что приводит либо к арилированию (гетарилированию), либо алкенилированию или алкинилированию исходных галогенополифтораренов. К реакциям, протекающим с палладиевыми или никелевыми катализаторами, относятся гетероарилирование 3,5-дифторфенилмагнийбромида действием метилового эфира 2,4-дихлорпиридин-6-карбоновой кислоты в присутствии ZnCl₂ и Pd(PPh₃)₄, которое идёт с участием 2-атома хлора в пиридине [178], гетарилирование 3,4,5-трифторфенилмагнийбромида кросс-сочетанием с 2-фенил-4-хлорхинолином при использовании уже каталитических количеств NiCl₂, без лигандов, и при комнатной температуре, что приводит к 2,4-дифенилхинолину с тремя атомами фтора в одном из фенильных колец [179]. Об гидроксиалкилировании пентафторфенилмагнийбромида реакцией с 3-формилпроизводным N-трис [(изопропил)силил]индола см. [180]. Взаимодействие 3,4-дифторфенилмагнийбромида с трет.-бутиловым эфиром бромуксусной кислоты в присутствии Fe(acac)₃ приводит к трет.-бутиловому эфиру (3,4-дифторфенил)уксусной кислоты [181]. Восстановительный вариант реакции Хека реализуется при кросс-сочетании в присутствии Fe(acac)₃ 3,4-дифторфенилмагнийбромида с аллиловым эфиром как аллильным электрофилом, что приводит к 3,4-дифторфенилаллильному производному и является одним из примеров аллилирования в ходе кросс-сочетания арилмагнийгалогенидов с аллильными системами, имеющими различные уходящие группы (ацетат, тозилат и др.) [182]. Об аллилировании 2,4,5-трифторфенилмагнийбромида бромаллилом см. [183]. Реакция пентафторфенилмагнийбромида с ароматическими и гетероциклическими нитровинильными производными в присутствии Si(CH₃)₃Cl в эфире или смеси эфир-ТГФ идёт путём нуклеофильного присоединения пентафторфенильного аниона к двойной связи и образования продукта гидропентафторфенилирования [184]. При взаимодействии этого магнийбромида с 1,2-дииодэтином получается 1,2-дипентафторфенилэтин [185]. 8,9-Дифторфенантридин-6(5Н)-он получается в ходе внутримолекулярного гетарилирования N-фенил- 2-бром-4,5-дифторбензамида действием t-BuOK и каталитических количеств 1,10-фенантролина или AIBN [186].

2. Реакции с В-органическими соединениями (реакция Сузуки).

Продолжено активное исследование реакции Сузуки для синтеза полифторированных бифенильных производных. В дополнение к схеме 68 показано, что тетра-о-замещённый бифенил хорошо получается по реакции Сузуки из хлорпентафторбензола и 2,6-диметилфенилборной кислоты при использовании в качестве лигандов для палладиевого катализатора триарилфосфинов [187]. Для синтеза три-о-замещённого бифенила из 2-метилфенилборной кислоты и хлорпентафторбензола высокоэффективными являются карбазолилфосфиновые лиганды [188], а эффективным катализатором реакции с незамещённой фенилборной кислотой оказался аценафтоимидазолиденпалладиевый комплекс [189]. Катализатором реакции Сузуки бромпентафторбензола с фенилборной кислотой были специально приготовленные монолиты, включающие наночастицы палладия (palladium-nanoparticle-loaded monoliths) [190]. Дифенильное производное из бромпентафторбензола и эфира фенилборной кислоты, содержащей 2-бензотиазольный остаток в положении 3 и оксибензильный заместитель в положении 4, получается с катализатором PdCl₂(dppf) [191]. Наконец, в реакции Сузуки иодпентафторбензола и фенилборной кислоты использован новый вариант катализатора – палладий, импрегнированный на магнетите: Pd(OH)₂/Fe₃O₄ [192]. О реакциях образования полифторированных бифенилов по Сузуки с 2,3,5,6-тетрафтор-4-бром-метилкарбоксилатом см. [193], о превращениях с 1-бром-2,4,5-трифторбензолом и специально приготовленным Pd-катализатором путём обработки раствором Pd₂(dba)₃/CH₂Cl₂ высокомонодисперсных кросс-связанных микрокапсул полистирола, содержащих фосфиновый лиганд, [194], сведения о реакциях различных изомерных бромдифторбензолов и их замещённых приведены в [195-198]. Для 1-бром-2,4-дифторбензола реализован проточный вариант реакции Сузуки с п-метоксибромбензолом путём его превращения по схеме Br-Li-B и последующего кросс-сочетания до бифенила с использованием ультразвука и палладиевого катализатора C₄₅H₅₈ClNPPd [199]. О реакции Сузуки изомерных дифтордибромбензолов с арилборными кислотами, протекающие с участием одного или обоих атомов брома, см. [200-202]. Реакция Сузуки 1-хлор-2,6-дифторбензола до 2,6-дифторбифенила с использованием малого количества стабильного на воздухе палладиевого катализатора описано в работе [203]. Дифтор-о терфенилы получаются при кросс-сочетании по Сузуки 2-бром-3,5-дифтор-2',4'-диметоксибифенила с фенилборной или 4-хлорфенилборной кислотами [204], а для синтеза полифторированных терарилов предложен двуступенчатый путь из полифторарилгалогенида и гетарилгалогенида, который проводится как однореакторное борилирование с использованием бис-борной кислоты и кросс-сочетания по Сузуки, что упрощает весь процесс экспериментально. Реакция реализована для 1-хлор-2,6-дифторбензола и N-(4-хлорфенил)пиррола с B₂(OH)₄ и катализатором xPos-Pd-G₂, 2-(2,4,6—i-Pr₃C₆H₂)C₆H₄PCy₂ [205]. Соединение с тремя фторированными кольцами, два из которых разделены группировкой О-СF₂-, и с терминальной группой CF₃ получается при кросс-сочетании по Сузуки 5-[(4-бром-2,6-дифторфенил)дифторметокси]-1,3-дифтор-2-трифторметилбензола с 4-(4-этилциклогексил)-2-фторфенилборной кислотой [206]. О гетарилировании кросс-сочетанием по Сузуки 3-бром-5,6-дифторфенола см. [207], 6-бром-5,7-дифтор-2,2-диметил-2,3-дигидрохинолин-4(1Н)-она см. [208], 1-хлор-3,4-дифторбензола см. [19]. 4-Бром-3,5-дифторбензолсульфамид метилируется в положение 4 действием метилборной кислоты, катализатор Pd(PPh₃)₄ [209], а кросс-сочетанием 1-иод-2,4-дифтор-3,5-дихлорбензола с α -трифторметил-винилборной кислотой реализуется алкенилирование галогенированного бензола с участием атома иода [210]. Аналогичным образом протекает и реакция 1-иод-2,3,4-трифтор-5-карбоксибензола с К-солью винилтрифторбората [211].

3. Реакции с Сu-органическими соединениями и медный катализ.

Гомосочетание по Ульману 2-иод-4,5,6-трифторанизола в присутствии меди без растворителя приводит к 2,2’-бис-метоксигексафторбифенилу. Аналогично идёт гомосочетание замещённого 1-иод-2,4-дифторбензола [212], а нагреванием в ДMФ иодпентафторбензола с 1-иод-8-(п-метоксифенил)нафталином в присутствии меди синтезировано с невысоким выходом (18%) производное нафталина с C₆F₅-группой в положении 1 [213].

4. Получение и превращения Zn-органических производных.

Бензилирование 2,6-дифтор-3-иодметилбензоата идёт как реакция Негиши при кросс-сочетании его с 2-фтор-3-хлорбензилбромидом в присутствии системы Zn/THF, Si(CH₃)₃Cl, Pd(PPh₃)₄ [214]. 2-Гидрокси-5-бромпроизводное метилбензоата в условиях реакции Негиши (Zn/THF, палладиевый катализатор) c 1-бром-2,4-дифторбензолом выступает как арилирующая компонента, что приводит к образованию бифенильного производного [215]. Бифенилы с 2-аминогруппой или другими азотсодержащими группировками в положении 2 (например, азометиновой) получаются при сочетании соответствующих N-производных бензола, содержащих в о-положении атом хлора или брома, с 3,4,5-трифторфенилмагнийбромидом в присутствии ZnCl₂ и палладиевого катализатора PEPSI или Pd(dba)₂,P(t-Bu)₃, HBF₄ [216]. Гетарилирование 1-бром-3,5-дифтор-4-трифторметилбензола в условиях реакции Негиши (ZnBr₂, Pd(PPh₃)₄, THF) см.[217], 1-бром-3,5-дифторбензола (ZnCl₂, Pd(PPH₃)₄, THF) см. [178, 218]. Описано также алкилирование 1-бром-3,5-дифторбензола действием этил-4-бромбутаноата, цинка, I₂ и никелевого катализатора Ni(PPh₃)₂Cl₂ [219]. Разработан способ получения реагентов ArZnХ из ArX (X= Br, Cl, I) с кобальтовым катализатором Co-Xantphos и LiCl в ТHF, которые легко вступают в реакцию кросс-сочетания с галогенопроизводными, катализируемую железом (FeCl₃), с замещением группировки ZnX. Таким путём 1-бром-3,4-дифторбензол с циклогептилбромидом превращается в 1,2-дифтор-4-циклогептилбензол [220]. В развитие представлений о катализе реакции Негиши катализаторами железа синтезированы и охарактеризованы комплексы железа типа [FeX(dpbz)₂], где X=4-толил, Cl, Br, и показана важная роль этих комплексов в реакциях с Zn-производными ароматических соединений, в частности, на примере реакции бис-(3,4-дифторфенил)цинка с циклогептилбромидом [221]. В работе [222] показано, что реакция 1-бром-3,4-дифторбензола с интернальным алкином – 1,2-бис(бутил)этином - в системе Zn/THF и кобальтовый катализатор Co-Хantphos ведёт к алкенилированию арена и получению 1-(3,4-дифторфенил)-1,2-бис(бутил)этена путём взаимодействия возникающих арилцинкового реагента и комплекса алкина с катализатором, образования орто-алкенил-арилцинкового интермедиата и далее – конечного продукта.

5. Реакции со Sn-органическими производными (реакция Стилла).

1-Бром-2,4-дифторбензол и его изомеры гетарилируются по реакции Стилла кросс-сочетанием с пиридин-2-трибутилоловом в присутствии Pd(PPh₃)₄ до 2-(дифторфенил)пиридинов [223]. Кросс-сочетание 1,4-дибром-2,3,5,6-тетрафторбензола и пиридин-4-триметилолова с PdCl₂(PPh₃)₂ и LiCl даёт 4-(4-бром-2,3,5,6-тетрафторфенил)пиридин с выходом 40% [224], взаимодействие 1-бром-2,4-дифтор-5-нитробензола с трибутилвинилоловом приводит к введению винильной группы вместо брома [225]. Замещение брома на винильную группу происходит и в случае 6-бром-5,7-дифторхинолина [226]. В ходе кросс-сочетания 1-иод-2,4,6-трифтор-3,5-дихлорбензола с трибутил(2-фенилэтинил)оловом (палладиевый катализатор) идёт алкинилирование дифторарена с участием атома иода [227].

7. Реакции Li-органических соединений.

В этот раздел можно внести работы [228,229], в которых нет прямой реакции полифторгалогеноарена с литийорганическим соединением, но предлагается метод превращения связи С_Ar-Br в бром-2,4- и 2.6-дифторбензолах или бром-3,4,5-трифторбензоле в связь C_Ar-Csp³ взаимодействием этих соединений с метил- или t-бутилизобутиратами в присутствии Pd₂(dba)₃/davephos, приводящем к соответствующим β-ди- или трифторфенильным производным исходных изобутиратов. Дициклогексиламид лития (Cy)₂NLi используется здесь, чтобы перевести бутират в енол, который далее взаимодействует с Pd-катализатором, образуя Pd-енолят, и далее идёт окислительное присоединение бромарена к этой системе с последующим элиминированием β-арилированного продукта. Важно, что в указанных условиях реализуется β-арилирование эфиров, хотя изменение Pd-катализатора или лиганда приводит к α-арилированию. В работе [230] сообщается первый пример катализируемого палладием селективного моно- α-арилирования ацетона арилгалогенидами и тозилатами. Лёгкость протекания реакции и её селективность определяется использованием Р,N-лигандов. В реакции 1-бром-3,5-дифторбензола с ацетоном как реагентом и растворителем в присутствии [Pd(eta; 3-cinnamyl)(Cl)]₂ , C₂₄H₂₆NOP, получен 1-(3,5-дифторфенил)пропан-2-он.

8. Реакции алкенилирования.

Ряд работ за последние 2 года, связанных с превращением связи С_Ar-Наl (Br, Cl, I), относится к алкенилированию по реакции Хека или её модификациям. Это реакции 1-бром-2,4-дифтор- и 1-бром-3,4-дифторбензола с бутилакрилатом и Pd- катализатором [231,232]. Например, в работе [231] катализатор Pd₂-(GO) представляет собою наночастицы палладия, нанесённые на окисел графита. Продукт реакции Хека 2,3,4-трифтор-6-броманилина с аллиловым спиртом без выделения, в однореакторном процессе был превращён по реакции Ларока (Larock) в полифторированное производное хинолина [233]. Трифторстильбены получаются по реакции Хека из 1-бром-3,4,5-трифторбензола и стирола [234] или 4-гидроксистирола [235], причём в первом случае механохимическая активация процесса за счёт размола твёрдых компонент с помощью высокоскоростной мельницы позволяет проводить реакцию без растворителя. Стильбеновый фрагмент получается при кросс-сочетании по Хеку 1-бром-3,5-дифтор-4-формилбензола с триариламином, одним из арильных заместителей которого является п-винилфенильная группа [236]. Реакция Хека 2-бром-4,5-дифторбензилацетата и метил 2-{[(бензилокси)карбонил]амино}проп-2-еноата позволяет ввести в дифторарен вместо атома брома замещённую олефиновую группировку [237]. Катализируемое никелевым катализатором сочетание 1-бром-3,4-дифторбензола с дифенилэтином в результате гидроарилирования алкина приводит к триарилэтилену [238].

9. Реакции алкинилирования

Реакции алкинилирования полифторарилгалогенопроизводных действием различных алкинов в варьируемых условиях также активно исследовались в последние несколько лет. Можно выделить группу работ, в которых использовались триалкилсилильные производные алкинов, что позволяет подавить нежелательный побочный процесс превращения собственно алкина в условиях реакции. Сюда относится алкинилирование триметилсилилэтином в стандартных условиях реакции Соногаширы (CuI, Pd- катализатор) 1-бром-2,3,4-трифторбензола [239] , бром- и иодпентафторбензолов [240] с образованием триметилсилилэтинового производного и бис-алкинилирование триметилсилилэтином 1,2-дибром-4,5-дифторбензола [241], а также и дальнейшее превращение образующихся полифторарилтриметилсилильных производных по реакции Хийямы в интернальные диарилалкины при взаимодействии с имеющимися в системе арилгалогенидами. Проведены реакции с триметилсилилэтином 1-бром-2,4-дифторбензола [242] и 4-бром-2,6-дифторбензилиден-N,N-диметиламина [243] в том числе и с использованим микроволнового облучения. О реакции алкинилирования 1-бром-2,3,5,6-тетрафторбензола три(изопропил)силилэтином см. [244]. Наконец, 1-иод-2,5-дифторбензол алкинилируется при кросс-сочетании с 2-трет.бутил-6-[2-(триметилсилил)этинил]-[1,2.4]триазоло[1,5-a]пиримидином [245]. В стандартных условиях реакции Соногаширы идёт сочетание бромпентафторбензола с бут-3-ин-1-олом [246] и 9-(проп-2-инил)-9Н-флуореном [247]. Алкинилирование 4-бром-2,3,5,6-тетрафторанилина 3-этилгепт-1-ином описано в работе [248], а 4-бром-2,3,5,6-тетрафторбензонитрила с (4-аминофенил)этином – в работе [249]. Реакции Соногаширы различных бромдифторбензолов или бромдифторфенильного фрагмента в составе сложной молекулы с ароматическими и алифатическими терминальными алкинами изучены в работах [209, 250-252]. В случае реакций изомерных дибромдифторбензолов затрагивается как один, так и оба атома брома, и в результате образуются как моно-, так и диалкинильные производные, либо их смеси [253-255]. В ряду полифторарилиодпроизводных также получены новые данные по реакции Соногаширы. Частично фторированные п-замещённые толаны образуются сочетанием иодпентафторбензола в стандартных условиях с п-фенилзамещёнными этинами [240], а также с (2-п-толилэтинил)серебром при использовании в качестве катализатора AuI/dppe. Эта реакция идёт только при добавлении Pd(0) сокатализатора, хотя и в очень маленьком количестве (0.1 mol%) [256]. О реакциях иодпентафторбензола с пент-1-ином см. [253], 2-этинилазуленом - [257] и гетероциклическим алкином – [258]. Серия полифторированных о-алкиниланилинов (тетра-, три- и дифторпроизводных) - перспективных блоков для получения полифторированных бензоазагетероциклов – была синтезирована по реакции Соногаширы из полифторированных о-иоданилинов с терминальными алкинами [259]. Реакция 1,4-дииод-2,3,5,6-тетрафторбензола с фенилэтином в стандартных условиях, идущая до толанового производного с участием одного атома иода, изучена в работе [260]. Изомерный 1,2-дииодтетрафторбензол алкинилируется по реакции Соногаширы действием терминальных алкинов с образованием моно- и дипроизводных [253]. Изомерные иоддифторбензолы дают толаны сочетанием с фенилэтином [261] и (3-хлорфенил)этином [262] и соответствующие алкинильные производные при сочетании по реакции Соногаширы с этилпропиолатом [263] и пропиоловой кислотой [264]. Аналогично в реакции 2-иод-4,6-дифторанилина с проп-1-ином образуется алкинильное производное [265].

IV. Превращения по связи C_Ar-F

Взаимодействие перфтор [2,2]-пара-циклофана с этилацетоацетатом в присутствии NaH идёт с участием ароматического атома фтора и образованием в конечном итоге продукта присоединения енолята этилацетоацетата [266]. При нагревании фторированных анилидов с t-BuOK в DMF при 80⁰С происходит внутримлекулярное гетарилирование за счёт внутримолекулярной циклизации, что приводит к образованию фторированных оксиндолов. Такое превращение описано в работе [267] для N-метил-N-(2,4,6-трифторфенил)анилида 2-фенилбутановой кислоты. 4-Три(изопропилсилил)алкинильное производное 2,2’-дибромоктафторбифенила получается путём нуклеофильного замещения атома фтора в положении 4 этого бифенила в реакции с три(изопропилсилил)этином и n-BuLi, а соединение с двумя интернальными алкиновыми фрагментами и тиофеновыми фрагментами образуется при взаимодействии 4-(пентафторфенилэтинил)производного этого дибромоктафторбифенила и 2-этинил-5-(5-гексилтиофен-2-ил)тиофена в присутствии n-BuLi [268]. Бис(пентафторфенил)этин в реакции с 1-(этинилфенил)-4-(этинил) бензолом и n-BuLi в результате нуклеофильного замещения атома фтора в одном из пентафторфенильных колец даёт соответствующий интернальный полифторированный полиэтинилированный полифенилен [240]. В рамках работы по получению α-связанных смешанных тиофен-пиррольных гексамеров с одной или двумя концевыми пентафторфенильными группами исследовано взаимодействие гексафторбензола с N-алкил-2,5-бис-(5-иодтиофен-2-ил)-пирролом в присутствии n-BuLi, которое в изученных условиях приводит к образованию продукта замещения одного атома иода на C₆F₅-группу [269]. В реакции бромбензолов, содержащих пентафторфенокси- или пентафтортиофенокси-группировку в орто-положении, и n-BuLi идёт замещение брома на литий и последующее внутримолекулярное нуклеофильное замещение атома фтора с циклизацией соответственно до тетрафтор-дибензофурана или –дибензотиофена с одновременным замещением атома фтора в положении 3 гетероцикла на бутильный остаток [270]. При конструировании нового трифенилфосфинового лиганда, содержащего пентафторфенильную группу, необходимого для металлокомплексного катализатора полимеризации некоторых типов олефинов, в исходный алкоксизамещённый трифенилфосфин, у которого в трёх фенильных кольцах имеется только одно свободное орто-положение к связи С_Ar –P, в это положение была введена пентафторфенильная группировка взаимодействием исходного фосфина с гексафторбензолом и n-BuLi [271]. Внутримолекулярная циклизация до полифторированных бензо[f]хинолинов по типу реакции Скраупа происходит при взаимодействии полифторированных 2-нафтиламинов с глицерином в H₂SO₄ или CF₃SO₃H при высокой температуре (150-160⁰С). Предполагается, что имеет место викариозное электрофильное замещение фтора в α-положении нафталинового кольца. Это редкий случай ipso-замещения фтора в явно электрофильных условиях, которое может быть объяснено электрофильной ipso-атакой в α-положение на первой стадии превращения и последующей ароматизацией образующегося промежуточного катионного σ-комплекса за счёт отщепления HF [272]. В работе [273] в развитие реакций, представленных на схеме 115, синтезированы и охарактеризованы стабильные на воздухе комплексы Ni(II) и Pd(II) с бис(диимидазолиденовыми) N-гетероциклическими лигандами (diNHC)₂NiBr₂ и PdCl₂(diNHC), которые использовали в реакции Сузуки октафтортолуола и фенилборной кислоты. Никелевый комплекс способствует фенилированию октафтортолуола в пара-положение к CF₃-группе, а палладиевый комплекс в реакции Сузуки не активирует связь С_Ar-F. Использование Ni(cod)₂, PPh₃ в качестве катализатора позволило провести арилирование пo реакции Сузуки арилимина (N-2,4,5-трифторбензилиден)-N-бензиламина действием п-метоксифенилборной кислоты. При этом п-метоксифенильная группа замещает атом фтора в орто-положении к иминной группировке [274]. Данные по орто-метилированию полифторированных арилиминов с платиновым катализатором [Pt₂Me₄(SMe₂)_2] [275, 276] дополняют приведённые на схеме 120. Реакция моноарилирования гексафторбензола, пентафторбензола, 1,2,3,4-тетрафторбензола и 1,3,5-трифторбензола действием п-метоксифенилмагнийбромида, ZnCl₂ TMEDA и никелевого катализатора Ni(acac)₂ с новым алкоксидифосфиновым лигандом РОР (С₃₇Н₃₀ОР₂) идёт путём кросс-сочетания полифтораренов с образующимся Zn-органическим соединением и приводит к продукту замещения одного атома фтора, причём в случае F,H-аренов реакция идёт в орто-положение к связи C_Ar-H. Факт моноарилирования обусловлен высокой скоростью выделения продукта из его комплекса с катализатором [277]. Арилирование полифторированных нитробензолов с количеством атомов фтора от двух до пяти идёт по реакции Сузуки с эфиром фенилборной кислоты , Pd(PPh₃)₄, микроволновом облучении и KF, нанесённым на алюминий, в орто-положение к нитро-группе [278]. Палладиевый катализатор PdCl₂ dppf .(CH₃CN)₂ активирует связь C_Ar-F в полифторированном фенильном кольце 2-полифтор(пента, 2,3,5,6-тетра- и 2,3,6-трифтор)фенилоксазолина, находящуюся в орто-положении к оксазолиновому заместителю, и это позволяет провести арилирование и гетарилирование по этому положению при использовании реакции Сузуки с очень широким кругом арилборных кислот и 3-тиофенборной кислоты. В аналогичных условиях реакция проп-1-енилборной кислоты и 2-пентафторфенильного производного оксазолидина идёт с алкенилированием последнего в то же положение [279]. Наконец, по реакции Соногаширы проведено алкинилирование гексафторбензола триметилсилилэтином до триметилсилил-пентафторфенилэтина [280].

V. Превращения других заместителей в полифторарене

Большая часть появившихся работ по введению алкил-, арил- (гетарил)- и непредельных группировок в молекулу полифторарена путём трансформации уже имеющегося заместителя, отличного от галогена, относится к превращениям соединений, содержащих карбонильный фрагмент С=О в различных функциональных группировках. Это, например, конденсация Кновенагеля ароматических альдегидов, которая приводит к образованию алкенильных производных. Так, при нагревании с малонодинитрилом в присутствии ZnCl₂ 2,3,5,6-тетрафтортерефталевого альдегида формильные группы трансформируются в 1,1-дициановинильные [281]. Конденсация Кновенагеля 2,4,6- и 2,4,5-трифторбензальдегидов с 2-(4-метокси-3-нитробензилсульфонил)уксусной кислотой даёт замещённый трифторстирилбензилсульфон [282]. Этиловый эфир 3-(2,4,5-трифторфенил)пропеновой кислоты получается из 2,4,5-трифторбензальдегида под действием реагента Виттига Ph₃P=CHCOOEt [283], а 2,6-дифторбензальдегид в условиях реакции Hommer-Wadsworth-Emmons превращается в 3-(2,6-дифторфенил)проп-2-ен-1-ол [284]. Другим путём образования полифторированных алкенильных производных является декарбоксилативная реакция Мизуроки-Хека полифторированных бензойных кислот с непредельными эфирами, протекающая в присутствии палладиевых катализаторов. Так, реакции 2,4,6-трифтор- и 2,6-дифторбензойных кислот с метилакрилатом проводились в присутствии Pd(OAc)₂ с карбенными лигандами и в атмосфере кислорода в качестве окислителя [285], а превращение пентафторбензойной кислоты, 2,4,6-трифтор- и 2,6-дифторбензойных кислот с аллилацетатом катализируется Pd(OAc)₂ c добавкой Cu₂O и Ag₂CO₃ [286]. Декарбоксилативное олефинирование 2,6-дифтор-4-метоксибензойной кислоты в реакции с пропилакрилатом или N,N-диметилакриламидом катализируется каталитической системой родия 4R,5R-DIOP[Rh(OH)(cod)₂] [287]. В развитие схемы 123 проведено декарбоксилативное гетарилирование 2,6-дифторбензойной кислоты, а также 2,4,6-и 2,3,6-трифторбензойных кислот N-(t-бутилкарбокси)-индолом (катализатор Pd(TFA)₂ , Ag₂CO₃ ) [288] и 2-хлортиофеном (катализатор Pd(TFA)₂, PCy₃ , Ag₂CO₃) [289], а также пентафтор- и 2,6-дифторбензойных кислот действием других гетероциклических систем (4,5-диметил-1,3-тиазола и бензотиазола) в присутствии PdCl₂, PPh₃ , Ag₂CO₃ [290]. Схема 124 дополнена реакцией декарбоксилативного арилирования и гетарилирования сочетанием К-солей пентафторбензойной кислоты, 4-замещенной 2,3,5,6-тетрафторбензойной кислоты, 2,3,5-трифтор-, 2,6- и 1,3-дифторбензойных кислот с широким набором замещённых бром- и хлорбензолов, 1-бромнафталином, 2- и 3-хлортиофеном, 2-бромпиридином. Реакции проводились в диглиме в присутствии Pd(OAc)₂ , PCy₃ [291]. Восстановление дифторбензойных кислот или их эфиров до спиртов, т.е. превращение группы С=О в СН₂ см. [292, 293]. Интересный факт превращения связи C_Ar – N в C_Ar –C, катализируемого палладиевым катализатором, установлен в ходе реакции арилгидразинов с олефинами [294]. В частности, 2,5-дифторфенилгидразин при взаимодействии с трет.-бутилакрилатом (катализатор Pd(OAc)₂ , лиганд 4,7-дифенил-2,9-диметил-1,10-фенантролин) даёт (2,5-дифторфенил)трет.бутилакрилат. Предполагается, что в ходе реакции промежуточно генерируется арилпалладиевый комплекс, который принимает активное участие в образовании С-С связи в ходе взаимодействия с олефином. Присоединение-отщепление Гриньяровского реагента к α-гидроксиакрилонитрилам идёт с образованием алкенонитрилов, что реализовано, в частности, в реакции 2-[(3,4-дифторфенил)(гидроксиметил)]акрилонитрила с n-BuMgHal до 2-(3,4-дифторбензилиден)гептанонитрила [295]. В дополнение к схеме 129 по реакции Мейервейна через диазониевые соли радикальным путём из 2,4- и 2,6-дифторанилинов в присутствии CuCl₂ идёт гетарилирование действием тиофен-2-карбоновой кислоты по положению 5 [296], а диазониевая соль из 3,4,5-трифторанилина в присутствии TiCl₃ арилируется действием 4-хлоранилина [297] и 4-(2-аминоэтил)фенола [298], при этом арильная группа оказывается в орто-положении соответственно к амино- или гидроксигруппе. 2,3,5,6-Тетрафтор-4-аминобензойная кислота реагирует с толуолом при обработке NaNO₂, KI и п-толуолсульфокислотой, давая 2.3,5,6-тетрафтор-4-бензил-бензойную кислоту [299]. Наконец, карбоксилатный комплекс рутения [Ru(O₂CMes)₂ (p-cymen)] катализирует трансформацию связи С_Ar –O фенолов в связь C_Ar –C. Таким путём 3,4,5-трифтор- и 2,5-дифторфенолы в реакции с 1-(2-метоксифенил)-1Н-пиразолом в присутствии этого катализатора и п-толуолсульфонилхлорида арилируют метоксифенильное кольцо этого пиразола в положение 4, давая, соответственно, 1-(2-метокси-4-три- или 4-дифторфенил)1Н-пиразол [300].

Список сокращений

Список литературы

Fluorine Notes, 2014, 94, 1-2