Acceptorless Dehydrogenation of Nitrogen Heterocycles with a Versatile Iridium Catalyst

Abstract

Heterocyclen von H2 befreit: Ein cyclometallierter Iridiumkomplex katalysiert die Dehydrierung verschiedener benzanellierter N‐Heterocyclen unter Freisetzung von H2. Mit nur 0.1 Mol‐% des Katalysators liefert die Reaktion Chinoline, Indole, Chinoxaline, Isochinoline und β‐Carboline in hohen Ausbeuten.

Photokatalyse ermöglicht die akzeptorfreie Dehydrierung von benzanellierten gesättigten Ringen bei Raumtemperatur

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Die katalytische Dehydrierung von gesättigten N-Heterocyclen [1] bietet einen attraktiven Zugang zu allgegenwärtigen N-enthaltenden Aromaten. [2] Wegweisende Beiträge der Arbeitsgruppen von Yamaguchi und Fujita, [3] Xiao [4] sowie Crabtree [5] weisen Iridiumkomplexe als leistungsfähige Katalysatoren fürd ie akzeptorfreie Dehydrierung von N-Heterocyclen sowie die umgekehrte Reaktion, also die Hydrierung der entsprechenden Heteroaromaten, aus.J üngste Entwicklungen durch die Arbeitsgruppen von Crabtree [6] und Jones [7] zeigten, dass Nichtedelmetalle wie Nickel, Eisen und Cobalt ebenfalls zur Dehydrierung von N-Heterocyclen befähigen. Trotz erheblicher Anstrengungen auf diesem Gebiet erfordert ein Großteil der bekannten Verfahren einen Diwasserstoffakzeptor als Opfermolekül.

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“…[2] Wegweisende Beiträge der Arbeitsgruppen von Yamaguchi und Fujita, [3] Xiao [4] sowie Crabtree [5] weisen Iridiumkomplexe als leistungsfähige Katalysatoren fürd ie akzeptorfreie Dehydrierung von N-Heterocyclen sowie die umgekehrte Reaktion, also die Hydrierung der entsprechenden Heteroaromaten, aus.J üngste Entwicklungen durch die Arbeitsgruppen von Crabtree [6] und Jones [7] zeigten, dass Nichtedelmetalle wie Nickel, Eisen und Cobalt ebenfalls zur Dehydrierung von N-Heterocyclen befähigen. [2] Wegweisende Beiträge der Arbeitsgruppen von Yamaguchi und Fujita, [3] Xiao [4] sowie Crabtree [5] weisen Iridiumkomplexe als leistungsfähige Katalysatoren fürd ie akzeptorfreie Dehydrierung von N-Heterocyclen sowie die umgekehrte Reaktion, also die Hydrierung der entsprechenden Heteroaromaten, aus.J üngste Entwicklungen durch die Arbeitsgruppen von Crabtree [6] und Jones [7] zeigten, dass Nichtedelmetalle wie Nickel, Eisen und Cobalt ebenfalls zur Dehydrierung von N-Heterocyclen befähigen.…”

“…Daher gilt die katalytische akzeptorfreie Dehydrierung (KAD) unter dem Gesichtspunkt der Atomçkonomie und Nachhaltigkeit als besonders erstrebenswert, da kein externes Reagens vonnçten ist (Schema 1).Außerdem wird nur Diwasserstoff freigesetzt, was derartige Prozesse grundsätzlich fürd en Bereich flüssiger organischer Materialien in der Wasserstoffspeicherung wertvoll macht. [2] Wegweisende Beiträge der Arbeitsgruppen von Yamaguchi und Fujita, [3] Xiao [4] sowie Crabtree [5] weisen Iridiumkomplexe als leistungsfähige Katalysatoren fürd ie akzeptorfreie Dehydrierung von N-Heterocyclen sowie die umgekehrte Reaktion, also die Hydrierung der entsprechenden Heteroaromaten, aus.J üngste Entwicklungen durch die Arbeitsgruppen von Crabtree [6] und Jones [7] zeigten, dass Nichtedelmetalle wie Nickel, Eisen und Cobalt ebenfalls zur Dehydrierung von N-Heterocyclen befähigen. Paradies und Grimme [8] ebenso wie Kanai [9] erreichten zudem unabhängig voneinander die B(C 6 F 5 ) 3 -katalysierte Dehydrierung von N-Heterocyclen.…”

“…und Fujita, [3] Xiao [4] sowie Crabtree [5] weisen Iridiumkomplexe als leistungsfähige Katalysatoren fürd ie akzeptorfreie Dehydrierung von N-Heterocyclen sowie die umgekehrte Reaktion, also die Hydrierung der entsprechenden Heteroaromaten, aus.J üngste Entwicklungen durch die Arbeitsgruppen von Crabtree [6] und Jones [7] zeigten, dass Nichtedelmetalle wie Nickel, Eisen und Cobalt ebenfalls zur Dehydrierung von N-Heterocyclen befähigen. Paradies und Grimme [8] ebenso wie Kanai [9] erreichten zudem unabhängig voneinander die B(C 6 F 5 ) 3 -katalysierte Dehydrierung von N-Heterocyclen.…”

“…Angeregt durch die jüngste rasante Entwicklung in der Photoredoxkatalyse [10] erarbeitete die Arbeitsgruppe von Li [11] Die Arbeitsgruppe von Kanai [13] verwirklichte nahezu zeitgleich die akzeptorfreie Dehydrierung von N-Heterocyclen bei Raumtemperatur mittels eines binären Hybridkatalysatorsystems bestehend aus dem Acridiniumphotosensibilisator 20 und dem kationischen Palladiumkatalysator Pd-(BF 4 Zusammenfassend stellen wir fest, dass die jüngsten Entwicklungen bei der katalytischen akzeptorfreien Dehydrierung von benzanellierten gesättigten Ringen nun die milde Bildung der entsprechenden Aromaten mit Freisetzung von Wasserstoffgas erlauben. Photokatalyse stellt die hohen Umsätze unter diesen milden Reaktionsbedingungen sicher.…”