Pd(OAc)₂/DABCO as a Highly Active Catalytic System for the Heck Reaction

Abstract

The combination of Pd(OAc)₂ and DABCO (triethylenediamine) was observed as an efficient catalytic system for the Heck cross-coupling reaction. In the presence of Pd(OAc)₂ and DABCO, a number of ArX (X = I, Br, and Cl) were coupled with olefins efficiently and selectively to afford the corresponding unsymmetric internal olefins in good to excellent yields. Furthermore, the Pd(OAc)₂/DABCO-catalyzed Heck cross-coupling reaction provided high TONs up to 1,000,000.

Key words

Pd(dba)₂/DABCO - Heck cross-coupling reaction - aryl halide - olefin - turnover number

References

• 1a Mizoroki T. Mori K. Ozaki A. Bull. Chem. Soc. Jpn.  1971,  44:  581 
• 1b Heck RF. Org. React. (N.Y.)  1982,  27:  345 
• For reviews, see:
• 2a Heck RF. Chem. Soc. Rev.  1979,  12:  146 
• 2b Crisp GT. Chem. Soc. Rev.  1998,  27:  427 
• 2c Beletskaya IP. Cheprakov AV. Chem. Rev.  2000,  100:  3009 
• 2d Whitcombe NJ. Hii KK. Gibson SE. Tetrahedron  2001,  57:  7449 
• 2e Diederich F. Stang PJ. Metal-Catalyzed Cross-coupling Reactions   Wiley-VCH; Weinheim: 1998. 
• 2f Miyaura N. Cross-Coupling Reaction   Springer; Berlin: 2002. 
• 2g Hegedus LS. In Organometallics in Synthesis   Schlosser M. J. Wiley & Sons; Chichester: 2002.  p.1123 
• 2h Larhed M. Hallberg A. In Handbook of Organopalladium Chemistry for Organic Synthesis   Negishi E. Wiley-Interscience; New York: 2002. 
• 2i van der Boom ME. Milstein D. Chem. Rev.  2003,  103:  1759 
• 2j Dounay AB. Overman LE. Chem. Rev.  2003,  103:  2945 
• 2k Dupont J. Pfeffer M. Spencer J. Eur. J. Inorg. Chem.  2001,  1971 
• 2l Benford RB. Chem. Commun.  2003,  1787 
• 2m Litter AF. Fu GC. Angew. Chem. Int. Ed.  2002,  41:  4176 
• 2n Bourissou D. Guerret O. Gabbai FP. Betrand G. Chem. Rev.  2000,  100:  39 
• 2o Tang S. Liang Y. Liu W.-J. Li J.-H. Chin. J. Org. Chem.  2004,  24:  1133 
• For recent selected papers on phosphine-palladium catalysts, see:
• 3a Litter AF. Fu GC. J. Org. Chem.  1999,  64:  10 
• 3b Shaw BL. Perera SD. Chem. Commun.  1998,  1863 
• 3c Reetz ML. Lohmer G. Schwickardi R. Angew. Chem. Int. Ed.  1998,  37:  481 
• 3d Shaughnessy KH. Kim P. Hartwig JF. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  2123 
• 3e Stambuli JP. Stauffer SR. Shaughnessy KH. Hartwig JF. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  2677 
• 3f Ohff M. Ohff A. van der Boom ME. Milstein D. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  11687 
• 3g Ehrentraut A. Zapf A. Beller M. Synlett  2000,  1589 
• 3h Litter AF. Fu GC. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  6989 
• 3i Mello JV. Finney NS. Org. Lett.  2001,  4:  4263 
• 3j Ceccon A. Crociani L. Santi S. Venzo A. Biffis A. Boccaletti G. Tetrahedron Lett.  2002,  43:  8475 
• 3k Hills ID. Fu GC. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  13178 
• 3l Eberhard MR. Org. Lett.  2004,  6:  2125 ; and references cited therein
• 3m Berthiol F. Kondolff I. Doucet H. Santelli M. J. Organomet. Chem.  2004,  689:  2786 
• 3n Lemhadri M. Doucet H. Santelli M. Tetrahedron  2004,  60:  11533 
• 3o Berthiol F. Doucet H. Santelli M. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  5633 
• 3p Gerritsma DA. Robertson A. McNulty J. Capretta A. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  7629 
• 3q Deeth RJ. Smith A. Brown JM. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  7144 
• 3r Lautens M. Mancuso J. Grover H. Synthesis  2004,  2006 
• For recent selected reviews and papers on N-heterocyclic carbene-palladium catalysts, see:
• 4a McGuiness DS. Saendig N. Yates BF. Carvell KJ. J. Am. Chem. Soc.  2001,  123:  4029 
• 4b Herrmann WA. Angew. Chem. Int. Ed.  2002,  41:  1290 
• 4c Yong BS. Nolan SP. Chemtracts: Org. Chem.  2003,  205 
• 4d Hillier AC. Grasa GA. Viciu MS. Lee HM. Yang C. Nolan SP. J. Organomet.Chem.  2002,  653:  69 
• 4e Herrmann WA. Öfele K. Preysing DV. Schneider SK. J. Organomet. Chem.  2003,  687:  229 
• 4f Lebel H. Janes MK. Charette AB. Nolan SP. J. Am. Chem. Soc.  2004,  126:  5046 
• 4g Xiao JC. Twamley B. Shreeve JM. J. Am. Chem. Soc.  2004,  6:  3845 
• 4h Steel PG. Teasdale CWT. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  8977 
• For recent selected papers on other phosphine-free ligand-palladium catalysts, see:
• 5a Buchmeiser MR. Wurst K. J. Am. Chem. Soc.  1999,  121:  11101 
• 5b Bianchi D. Bortolo R. D’Aloisio R. Ricci MK. Angew. Chem. Int. Ed.  1999,  38:  706 
• 5c Ten Brink G.-J. Arend IWCE. Sheldon RA. Science  2000,  287:  1636 
• 5d Silberg J. Schareina T. Kempe R. Wurst K. Buchmeiser MR. J. Organomet. Chem.  2001,  622:  6 
• 5e Yang C. Nolan SP. Synlett  2001,  1539 
• 5f Dahan A. Portnoy M. Org. Lett.  2003,  5:  1197 
• 5g Masllorens J. Moreno-Manas M. Pla-Quintana A. Roglans A. Org. Lett.  2003,  5:  1559 
• 5h Grasa AG. Singh R. Stevens ED. Nolan SP. J. Organomet. Chem.  2003,  687:  269 
• 5i Kovala-Demertzi D. Yadav PN. Demertzis MA. Jasiski JP. Andreadaki FJ. Kostas ID. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  2923 ; and references cited therein
• 5j Gupta AK. Song CH. Oh CH. Tetrahedron Lett.  2004,  45:  4113 
• 5k Hagiwara H. Sugawara Y. Isobe K. Hoshi T. Suzuki T. Org. Lett.  2004,  6:  2325 
• 5l Perosa A. Tundo P. Selva M. Zinovyev S. Testa A. Org. Biomol. Chem.  2004,  2:  2249 
• 5m Botella L. Nájera C. Tetrahedron  2004,  60:  5563 
• 5n Xiong Z. Wang N. Dai M. Li A. Chen J. Yang Z. Org. Lett.  2004,  6:  3337 
• 5o Yao Q. Kinney EP. Zhang C. Org. Lett.  2004,  6:  2997 
• 5p Masllorens J. Roglans A. Moreno-Mañas M. Parella T. Organometallics  2004,  23:  2533 
• For recent representative paper on thiourea-palladium catalysts, see:
• 6a Dai M. Liang B. Wang C. Chen J. Yang Z. Org. Lett.  2004,  6:  221 
• 6b Yang D. Chen Y.-C. Zhu N.-Y. Org. Lett.  2004,  6:  1557 
• 7a Homogeneous Catalysis with Metal Phosphine Complexes   Pignolet LH. Plenum; New York: 1983. 
• 7b Parshall GW. Ittel S. Homogeneous Catalysis   J. Wiley & Sons; New York: 1992. 
• 8 Li J.-H. Liu W.-J. Org. Lett.  2004,  6:  2809 
• 9a Jeffery T. Tetrahedron  1996,  52:  10113 
• 9b Selvakumar K. Zapf A. Beller M. Org. Lett.  2002,  4:  3031 
• 11 Pushkara RV. Ramamurthy V. Synthesis  1985,  526 

10

Three roles of TBAB might play in the reaction: (i)activation of Pd(0) species with the formation of anionic species;(ii) stabilization of low co-ordination Pd(0) species;(iii) phase-transfer catalyst for the inorganic base/solvent/substrates/product phases. See references 5h, 6b, and 9.