5-(p-Tolyl)isoxazol-3-amine-Palladium(II) Complex: Preparation, Structure, and Catalytic Application in the Suzuki-Miyaura Reaction in Water

Abstract

A air and moisture stable square-planar trans-dichloropalladium(II) complex containing two 5-(p-tolyl)isoxazol-3-amine ligands was synthesized and structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction. The isoxazol-3-amine ligand was prepared from 5-(p-tolyl)isoxazole-3-carbaldehyde oxime by successive transformations. The new complex is a high-turnover-number catalyst for the Suzuki-Miyaura reaction with low palladium loading (0.0001-0.1%) in neat water under an air atmosphere.

Key words

5-(p-tolyl)isoxazol-3-amine ligand - palladium complex - crystal structure - catalysis - Suzuki-Miyaura reaction - biaryls - water

References

• 1 Miyaura N. Yanagi T. Suzuki A. Synth. Commun.  1981,  11:  513 
• For reviews, see:
• 2a Miyaura N. Suzuki A. Chem. Rev.  1995,  95:  2457 
• 2b Stanforth SP. Tetrahedron  1998,  54:  263 
• 2c Suzuki A. J. Organomet. Chem.  1999,  576:  147 
• 2d Kotha S. Lahiri K. Kashinath D. Tetrahedron  2002,  58:  9633 
• For selected references, see:
• 3a Littke AF. Fu GC. Angew. Chem. Int. Ed.  1998,  37:  3387 
• 3b Wolfe JP. Buchwald SL. Angew. Chem. Int. Ed.  1999,  38:  2413 
• 3c Littke AF. Dai C. Fu GC. J. Am. Chem. Soc.  2000,  122:  4020 
• 3d Shaughnessy KH. Booth RS. Org. Lett.  2001,  3:  2757 
• 3e Feuerstein M. Laurenti D. Bougeant C. Doucet H. Santelli M. Chem. Commun.  2001,  325 
• 3f Nishimura M. Ueda M. Miyaura N. Tetrahedron  2002,  58:  5779 
• 3g So CM. Yeung CC. Lau CP. Kwong FY. J. Org. Chem.  2008,  73:  7803 
• 3h Lipshutz BH. Petersen TB. Abela AR. Org. Lett.  2008,  10:  1333 
• 3i Chow WKC. So M. Lau CP. Kwong FY. J. Org. Chem.  2010,  75:  5109 
• 4a Zhang C. Huang J. Trudell ML. Nolan SP. J. Org. Chem.  1999,  64:  3804 
• 4b Tao B. Boykin DW. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  4955 
• 4c Najera C. Gil-Molto J. Karlstorm S. Falvello LR. Org. Lett.  2003,  5:  1451 
• 4d Lai Y.-C. Chen H.-Y. Hung W.-C. Lin C.-C. Hong F.-E. Tetrahedron  2005,  61:  9484 
• 4e Xie Y.-X. Li J.-H. Yin D.-L. Chin. J. Org. Chem.  2006,  26:  1155 
• 4f Alacid E. Nájera C. J. Org. Chem.  2009,  74:  2321 
• 4g Nun P. Martinez J. Lamaty F. Synlett  2009,  1761 
• 4h Rahimi A. Schmidt A. Synlett  2010,  1327 
• 4i Lee D.-H. Jin M.-J. Org. Lett.  2011,  13:  252 
• 5a

  Any catalyst with a turnover number (TON) of greater than 10^³ is considered as a high-turnover-number catalyst.

• 5b Darweesh AF. Shaaban MR. Farag AM. Metz P. Dawood KM. Synthesis  2010,  3163 
• For selected earlier references on Suzuki-Miyaura reaction in water, see
• 6a Bumagin NA. Bykov VV. Beletskaya IP. Bull. Acad. Sci. USSR, Div. Chem. Sci. (Engl. Transl.)  1989,  38:  2206 
• 6b Wallow TI. Novak BM. J. Org. Chem.  1994,  59:  5034 
• 6c Campi EM. Jackson WR. Marcuccio SM. Naesland CGM. J. Chem. Soc., Chem. Commun.  1994,  2395 
• 6d Moreno-Manas M. Pajuelo F. Pleixats R. J. Org. Chem.  1995,  60:  6296 
• 6e Bumagin NA. Bykov VV. Tetrahedron  1997,  53:  14437 
• 6f Badone D. Baroni M. Cardamone R. Ielmini A. Guzzi U. J. Org. Chem.  1997,  62:  7170 
• 6g Bumagin NA. Korolev DN. Tetrahedron Lett.  1999,  40:  3057 
• 7a Bumagin NA. Kalinovskii IO. Ponomarev AB. Beletskaya IP. Dokl. Akad. Nauk SSSR  1982,  265:  1138 
• 7b Bumagin NA. Gulevich YV. Beletskaya IP.
  J. Organomet. Chem.  1985,  285:  415 
• 7c Rosschin AI. Kel’chevski SM. Bumagin NA. J. Organomet. Chem.  1998,  560:  163 
• 7d Korolev DN. Bumagin NA. Tetrahedron Lett.  2006,  47:  4225 
• 7e Potkin VI. Petkevich SK. Kurman PV. Russ. J. Org. Chem.  2007,  43:  1622 
• 7f Potkin VI. Petkevich SK. Kurman PV. Russ. J. Org. Chem.  2009,  45:  551 
• 7g Potkin VI. Petkevich SK. Zalesskaya EG. Russ. J. Org. Chem.  2009,  45:  879 
• 8a Petkevich SK. Potkin VI. Kaberdin RV. Russ. J. Org. Chem.  2004,  40:  1146 
• 8b Shakirova OG. Kuratieva NV. Lavrenova LG. Bogomyakov AS. Petkevich SK. Potkin VI. J. Struct. Chem. (Engl. Transl.)  2010,  51:  703 
• 9 Hannah J. Ruyle WV. Jones H. Matzuk KW. Kelly KW. Witzel BE. Holtz WJ. Houser RA. Shen TY. Sarett LH. Lotti VJ. Risley EA. Van Arman CG. Winter CA. J. Med. Chem.  1978,  21:  1093 
• 10 Liu C. Jin L. Lei A. Synlett  2010,  2527 
• 11 Guchhait SK. Kashyap M. Saraf S. Synthesis  2010,  1166 
• 12 Pigge FC. Synthesis  2010,  1745 
• 13 Guo C. Yue X. Qing F.-L. Synthesis  2010,  1837 
• 14 Burla MC. Caliandro R. Camalli M. Carrozzini B. Cascarano GL. De Caro L. Giacovazzo C. Polidori G. Spagna R. J. Appl. Crystallogr.  2005,  38:  381 
• 15 Sheldrick GM. Acta Crystallogr., Sect. A  2008,  64:  112 
• 16 Spek AL. J. Appl. Crystallogr.  2003,  36:  7 
• 18 Leleu A. Fort Y. Schneiderb R. Adv. Synth. Catal.  2006,  348:  1086 
• 19 Copp C. Walls LP. J. Chem. Soc.  1950,  311 
• 20 Wittak DT. Heilman WP. Sankappa SK. J. Med. Chem.  1975,  18:  934 

17

CCDC 842425 contains the supplementary crystallographic data for 7. These data can be obtained via http://www.ccdc.cam.ac.uk/conts/retrieving.html, free of charge or from the Cambridge Crystallographic Data Centre, 12 Union Road, Cambridge CB2 1EZ, UK; e-mail: [e-mail] or fax: [phone].