The Heck reaction in the production of fine chemicals

Abstract

Abstract. An overview is given of the use of the Heck reaction for the production of fine chemicals. Five commercial products have been identified that are produced on a scale in excess of 1 ton/year. The herbicide Prosulfuron™ is produced via a Matsuda reaction of 2-sulfonatobenzenediazonium on 3,3,3-trifluoropropene. The sunscreen agent 2-ethylhexyl p-methoxy-cinnamate has been produced on pilot scale using Pd/C as catalyst. Naproxen™ is produced via the Heck reaction of 2-bromo-6-methoxy-naphthalene on ethylene, followed by carbonylation of the product. Monomers for coatings are produced via a Heck reaction on 2-bromo-benzocyclobutene. A key step in the production of the antiasthma agent Singulair™ is the use of the Heck reaction of methyl 2-iodo-benzoate on allylic alcohol (18) to give ketone (20). The high cost of palladium has spurred much research aimed at the development of more active palladium catalysts. Ligandless catalysts are very attractive for production, but work only on reactive substrates. Palladacycles are much more stable than Pd-phosphine complexes and can be used at higher temperatures. The same effect has been reached with pincer ligands. Bulky ligands lead to coordinatively unsaturated Pd-complexes, which are highly active for the Heck reaction. Recycle of palladium catalysts is also very important to reduce cost. Immobilization of catalysts by attaching ligands to solid support is not very useful, because of leaching and reduced activity. In ligandless Heck reactions the catalyst can be precipitated on carriers such as silica, dicalite, or celite. This material can be restored to its original activity by treatment with I 2 or Br 2 .Key words: homogeneous catalysis, palladium, arylation, olefination, ligandless, catalyst recycle.Résumé : On présente une revue de l'utilisation de la réaction de Heck dans la production de produits chimiques fins. On a identifié cinq produits commerciaux qui sont produits sur une échelle supérieure à une tonne par année. L'herbicide Prosulfuron ® est produit par le biais d'une réaction de Matsuda du 2-sulfonatobenzènediazonium sur le 3,3,3-trifluoropropène. L'agent solaire 4-méthoxycinnamate de 2-éthylhexyle a été produit à l'échelle pilote à l'aide d'un catalyseur de Pd/C. Le Naproxen ® est produit par le biais d'une réaction de Heck du 2-bormo-6-méthoxynaphtalène sur l'éthylène, suivie d'une carbonylation du produit. Des monomères de couches protectrices sont produits par le biais d'une réaction de Heck sur le 2-bromobenzocyclobutène. Une étape clé dans la production de l'agent antiasthmatique Singulair ® est l'utilisation de la réaction de Heck du 2-iodobenzoate de méthyle sur l'alcool allylique 18 pour obtenir la cétone 20. Le prix élevé du palladium a provoqué beaucoup de recherches dans le but de dé-velopper des catalyseurs du palladium qui soient plus actifs. Les catalyseurs sans ligands sont très attrayants pour la production, mais ils ne sont utiles qu'avec des substrats réactifs. Les cycles palladiés sont beaucoup plus stables que les complexes Pd/...

Palladium et synthèse organique

“…Richard Heck avait auparavant fait progresser la chimie du palladium en synthèse organique, la technique élaborée par ce chercheur pour former les liaisons carbone-carbone étant ici différente, une oléfine remplaçant le partenaire organométallique 1 [5]. Une association du palladium sur cette oléfine permet de créer un lien entre les deux partenaires mis en jeu dans cette réaction pour former en une seule étape des composés styréniques.…”

A novel consecutive three-component Heck-isomerization-Wittig sequence by way of in situ generated aldehydes

“…1,2 Besides addressing the fundamental principles of chemo-, regio-and stereoselectivity, MCRs are inherently efficient to a high degree. With respect to economical and ecological considerations conceptually novel synthetic approaches 3,4 are directed towards the improvement of processes, 5,6 simultaneously reducing the input of work and the output of waste.…”

Microwave-assisted ligand-free, base-free Heck reactions in a task-specific imidazolium ionic liquid

“…7 The catalytic system for an efficient Heck reaction consists of a palladium source, a ligand, base and solvent. Usually, phosphine containing ligands are used in the Heck reaction, as they play an important role in stabilization and in-situ generation of Pd(0) species from Pd(II) complexes.…”