Computational analysis on the Pd-catalyzed C-N coupling of ammonia with aryl bromides using a chelate phosphine ligand

The Buchwald-Hartwig amination of arylhalides with the Pd-Josiphos complex is a very useful process for the generation of primary amines using ammonia as a reactant. Density-functional theory (DFT) calculations are carried out to examine the reaction mechanism for this process. Although the general mechanism for the C-N cross-coupling reaction is known, there are still some open questions regarding the effect of a chelate phosphine ligand and the role of the base in the process. Reaction pathways involving the release of one of the arms of the phosphine ligand are compared with those where the chelate phosphine remains fully coordinated. Conformational analysis for the complex with the open chelate phosphine is required to properly evaluate the proposed pathways. The role played by the added base (t-BuO-) as a possible ligand or just as a base was also evaluated. The understanding of all of these aspects allowed us to propose a complete reaction mechanism for the Pd-catalyzed C-N coupling of arylhalides with ammonia using the chelate Josiphos ligand

Estudio Mecanístico de reacciones de aminación y de hidroaminación

En esta tesis se han estudiado dos reacciones de formación enlaces C-N, la hidroaminación de olefinas y la aminación de Buchwald-Hartwig. La reacción de hidroaminación estudiada es la ciclohidroaminación alquenilaminas catalizados por un complejo de β-diketiminatocobalto (II). Esta reacción presenta las peculiaridades de ser la primera hidroaminación por un complejo de cobalto sin grupos protectores en la amina y sin necesitar reactivos adicionales. Se ha propuesto mecanismo para la reacción, se ha estudiado el efecto de los sustituyentes en el carbono cuaternario y el estado electrónico del metal en la reacción. La reacción de aminación estudiada es la aminación de Buchwald-Hartwig catalizado por un complejo de Pd(II) con la fosfina bidentada Josiphos para el caso particular en el que el N-nucleófilo es amoníaco. Esta reacción es uno de los escasos ejemplos en el que el amoníaco puede actuar como reactivo para la formación de un enlace C-N. Se ha propuesto un mecanismo de reacción cuando el ligando unido al centro metálico es bidentado, se ha estudiado el comportamiento del amoníaco en la reacción y el papel que juega una base fuerte en el mecanismo de la reacción.In this thesis, two reactions have been studied: C-N bond formation, hydroamination of olefins and Buchwald-Hartwig amination. The hydroamination reaction studied is the cyclohydroamination alkenylamines catalyzed by a complex of β-diketiminatocobalt (II). This reaction presents the peculiarities of being the first hydroamination by a cobalt complex without protective groups in the amine and without needing additional reagents. It has been proposed a mechanism for this reaction. Furthermore has been analyzed the effect of the substituents on the quaternary carbon, and finally the electronic state of the metal in the reaction has been studied. The amination reaction studied is the Buchwald-Hartwig amination catalyzed by a Pd (II) complex with the Josiphos bidentate phosphine for the particular case in which the N-nucleophile is ammonia. This reaction is one of the few examples in which ammonia can act as a reagent for the formation of a C-N bond. A mechanism of reaction has been proposed when the ligand attached to the metal center is bidentate. The behavior of ammonia in the reaction has been analyzed and the role played by a strong base in the mechanism of the reaction has been studied

Estudio Mecanístico de reacciones de aminación y de hidroaminación

En esta tesis se han estudiado dos reacciones de formación enlaces C-N, la hidroaminación de olefinas y la aminación de Buchwald-Hartwig. La reacción de hidroaminación estudiada es la ciclohidroaminación alquenilaminas catalizados por un complejo de β-diketiminatocobalto (II). Esta reacción presenta las peculiaridades de ser la primera hidroaminación por un complejo de cobalto sin grupos protectores en la amina y sin necesitar reactivos adicionales. Se ha propuesto mecanismo para la reacción, se ha estudiado el efecto de los sustituyentes en el carbono cuaternario y el estado electrónico del metal en la reacción. La reacción de aminación estudiada es la aminación de Buchwald-Hartwig catalizado por un complejo de Pd(II) con la fosfina bidentada Josiphos para el caso particular en el que el N-nucleófilo es amoníaco. Esta reacción es uno de los escasos ejemplos en el que el amoníaco puede actuar como reactivo para la formación de un enlace C-N. Se ha propuesto un mecanismo de reacción cuando el ligando unido al centro metálico es bidentado, se ha estudiado el comportamiento del amoníaco en la reacción y el papel que juega una base fuerte en el mecanismo de la reacción.In this thesis, two reactions have been studied: C-N bond formation, hydroamination of olefins and Buchwald-Hartwig amination. The hydroamination reaction studied is the cyclohydroamination alkenylamines catalyzed by a complex of β-diketiminatocobalt (II). This reaction presents the peculiarities of being the first hydroamination by a cobalt complex without protective groups in the amine and without needing additional reagents. It has been proposed a mechanism for this reaction. Furthermore has been analyzed the effect of the substituents on the quaternary carbon, and finally the electronic state of the metal in the reaction has been studied. The amination reaction studied is the Buchwald-Hartwig amination catalyzed by a Pd (II) complex with the Josiphos bidentate phosphine for the particular case in which the N-nucleophile is ammonia. This reaction is one of the few examples in which ammonia can act as a reagent for the formation of a C-N bond. A mechanism of reaction has been proposed when the ligand attached to the metal center is bidentate. The behavior of ammonia in the reaction has been analyzed and the role played by a strong base in the mechanism of the reaction has been studied

Estudio mecanístico de reacciones de aminación y de hidroaminación /

En esta tesis se han estudiado dos reacciones de formación enlaces C-N, la hidroaminación de olefinas y la aminación de Buchwald-Hartwig. La reacción de hidroaminación estudiada es la ciclohidroaminación alquenilaminas catalizados por un complejo de β-diketiminatocobalto (II). Esta reacción presenta las peculiaridades de ser la primera hidroaminación por un complejo de cobalto sin grupos protectores en la amina y sin necesitar reactivos adicionales. Se ha propuesto mecanismo para la reacción, se ha estudiado el efecto de los sustituyentes en el carbono cuaternario y el estado electrónico del metal en la reacción. La reacción de aminación estudiada es la aminación de Buchwald-Hartwig catalizado por un complejo de Pd(II) con la fosfina bidentada Josiphos para el caso particular en el que el N-nucleófilo es amoníaco. Esta reacción es uno de los escasos ejemplos en el que el amoníaco puede actuar como reactivo para la formación de un enlace C-N. Se ha propuesto un mecanismo de reacción cuando el ligando unido al centro metálico es bidentado, se ha estudiado el comportamiento del amoníaco en la reacción y el papel que juega una base fuerte en el mecanismo de la reacción.In this thesis, two reactions have been studied: C-N bond formation, hydroamination of olefins and Buchwald-Hartwig amination. The hydroamination reaction studied is the cyclohydroamination alkenylamines catalyzed by a complex of β-diketiminatocobalt (II). This reaction presents the peculiarities of being the first hydroamination by a cobalt complex without protective groups in the amine and without needing additional reagents. It has been proposed a mechanism for this reaction. Furthermore has been analyzed the effect of the substituents on the quaternary carbon, and finally the electronic state of the metal in the reaction has been studied. The amination reaction studied is the Buchwald-Hartwig amination catalyzed by a Pd (II) complex with the Josiphos bidentate phosphine for the particular case in which the N-nucleophile is ammonia. This reaction is one of the few examples in which ammonia can act as a reagent for the formation of a C-N bond. A mechanism of reaction has been proposed when the ligand attached to the metal center is bidentate. The behavior of ammonia in the reaction has been analyzed and the role played by a strong base in the mechanism of the reaction has been studied