Palladium/norbornene Cooperative Catalysis Towards Modification of Arenes

Abstract

Aromatic cores are often found in biologically active molecules as building blocks that define the special relationship between substituents based on the core substitution pattern. However, access to such aromatic cores, especially to densely substituted ones, can be often difficult, requiring lengthy syntheses. This work focuses on the modification of aromatic molecules, such as aryl iodides, bromides or triflates, with the use of palladium / norbornene cooperative catalysis, also known as the Catellani reaction. The reaction can introduce two (or three) substituents in defined positions along an aromatic core in a single step, without the need for multi-step sequences, often under mild conditions, tolerating a broad range of functional groups. This allows the Catellani reaction to be used for the late-stage modification of more complex structures. This work aimed to develop a new transformation and reaction conditions based on the Catellani reaction and apply them to the synthesis medicinally- relevant molecules. Key words: cooperative catalysis, palladium, norbornene, Catellani reaction, modification, aromatic, aryl, arene, core

Aromatická jádra se často vyskytují ve strukturách biologicky aktivních molekul, kde mnohdy slouží jako stavební bloky, které orientují substituenty definovanými směry v závislosti na substituci jádra. Ovšem přístup k takovýmto substituovaným aromátům, obzvlášť k těm složitějším, může být obtížný a vyžadovat zdlouhavé syntézy. Tato práce se tak zabývá modifikací aromátů, jako jsou například aryl jodidy, bromidy nebo trifláty, pomocí kooperativní katalýzy palladia a norbornenu, známou také jako reakce Catellani. Reakce dokáže v jednom kroku zavést hned dva nebo tři substituenty do definovaných pozic na aromatickém jádru bez nutnosti zdlouhavých syntéz. Její podmínky mnohdy tolerují přítomnost citlivých funkčních skupin. Umožňuje tak modifikaci aromatických jader ve složitějších molekulách v pokročilém stádiu syntézy. Cílem této práce bylo vyvinout novou transformaci a její reakční podmínky na základě reakce Catellani a využít ji k syntéze nebo modifikaci složitějších biologicky aktivních molekul. Klíčová slova: kooperativní katalýza, palladium, norbornen, Catellani reakce, modifikace, aromát, aryl