condensación de Ullmann

La condensación de Ullmann o reacción de tipo Ullmann es la conversión, catalizada por cobre, de haluros de arilo en éteres de arilo, tioéteres de arilo, nitrilos de arilo y aminas de arilo. Estas reacciones son ejemplos de reacciones de acoplamiento cruzado . ^{[ 1 ]}

Las reacciones de tipo Ullmann son comparables a las reacciones de Buchwald-Hartwig , pero generalmente requieren temperaturas más altas. Tradicionalmente, estas reacciones requieren disolventes polares de alto punto de ebullición, como N- metilpirrolidona , nitrobenceno o dimetilformamida , y altas temperaturas (a menudo superiores a 210  °C) con cantidades estequiométricas de cobre. Los haluros de arilo deben activarse mediante grupos electroatractores . Las reacciones tradicionales de tipo Ullmann utilizaban polvo de cobre "activado", por ejemplo, preparado in situ mediante la reducción de sulfato de cobre con zinc metálico en agua caliente. La metodología mejoró con la introducción de catalizadores de cobre solubles soportados por diaminas y ligandos de acetilacetonato. ^{[ 1 ]}

Un ejemplo ilustrativo de la síntesis tradicional de éteres de Ullmann es la preparación de p-nitrofenil fenil éter a partir de 4-cloronitrobenceno y fenol . ^{[ 2 ]}

O₂NC₆H₄Cl + C₆H₅OH + KOH → _{O₂NC₆H₄O −} C₆H₅ ₊ KCl _{+ H₂O​​​​}​​_​ ​_​​

El cobre se utiliza como catalizador, ya sea en forma de metal o de sales de cobre. Las arilaciones modernas utilizan catalizadores de cobre solubles. ^{[ 3 ]}

Una reacción de Goldberg tradicional implica la reacción de una anilina con un haluro de arilo. El acoplamiento del ácido 2-clorobenzoico y la anilina es ilustrativo: ^{[ 4 ]}

C ₆ H ₅ NH ₂ + ClC ₆ H ₄ CO ₂ H + KOH → C ₆ H ₅ N(H)−C ₆ H ₄ CO ₂ H + KCl + H ₂ O

A typical catalyst is formed from copper(I) iodide and phenanthroline. The reaction is an alternative to the Buchwald–Hartwig amination reaction.

Aryl iodides are more reactive arylating agents than are aryl chlorides, following the usual pattern. Electron-withdrawing groups on the aryl halide also accelerate the coupling.^[5]

The nucleophile can also be carbon including carbanions as well as cyanide. In the traditional Hurtley reaction, the carbon nucleophiles were derived from malonic ester and other dicarbonyl compounds:^[6]

Z₂CH₂ + BrC₆H₄CO₂H + KOH → Z₂C(H)−C₆H₄CO₂H + KBr + H₂O (Z = CO₂H)

More modern Cu-catalyzed C-C cross-couplings utilize soluble copper complexes containing phenanthroline ligands.^[7]

The arylation of alkylthiolates proceeds by the intermediacy of cuprous thiolates.^[8]

In the case of Ullmann-type reactions (aminations, etherifications, etc. of aryl halides), the conversions involve copper(I) alkoxide, copper(I) amides, copper(I) thiolates. The copper(I) reagent can be generated in situ from the aryl halide and copper metal. Even copper(II) sources are effective under some circumstances. A number of innovations have been developed with regard to copper reagents.^[1]

These copper(I) compounds subsequently react with the aryl halide in a net metathesis reaction:

Ar−X + CuOR → Ar−OR + CuX

Ar−X + CuSR → Ar−SR + CuX

Ar−X + CuNHR → Ar−NHR + CuX

In the case of C-N coupling, kinetic studies implicate oxidative addition reaction followed by reductive elimination from Cu(III) intermediates (L_n = one or more spectator ligands):^[9]

ROCuAr(X)L_n → RO−Ar + CuL_n

The Ullmann ether synthesis is named after its inventor, Fritz Ullmann.^[10] The corresponding Goldberg reaction, is named after Irma Goldberg.^[11] The Hurtley reaction, which involves C-C bond formation, is similarly named after its inventor.^[6]