12.05.09 Können MIDA-Boronate die Suzuki-Kupplung revolutionieren?

Stabile MIDA-Boronate erweitern Edukt-Bandbreite für Suzuki-Kupplungen

Das Boronsäure-Analog wird unter Kupplungsbedingungen langsam freigesetzt

Abb. 1: Beispiele für MIDA-Boronat-Bausteine und ihre Stabilität bei Raumtemperatur unter Luft im Vergleich zu den analogen Boronsäuren
Quelle: J. Am. Chem. Soc.

Boronsäuren werden via Protodeboronierung, Oxidation und/oder Polymerisierung abgebaut. Hitze, Base und Palladium-Katalysatoren beschleunigen diesen Abbau sogar. Einige Boronsäuren, insbesondere einige Derivate von Heterocyclen, vinyl- und alkyl-substituierte Verbindungen sind nicht genügend stabil, um als Bausteine für Reaktionen in Frage zu kommen. Obwohl sich die palladium-katalysierte Suzuki-Kupplung in Gegenwart von Basen zum Umsatz einer Vielzahl stabiler Boronsäuren ohne Einschränkung eignet, so sind einige für die Medizinalchemie interessante Produkte nur schwer darüber zu synthetisieren. Oftmals muss auf die ungeliebte Stille-Kupplung zurückgegriffen werden, in der toxische Stannane zum Einsatz kommen.

Eine Lösung für das Problem wurde von Martin D. Burke (University of Illinois at Urbana-Champaign) entwickelt: seine Arbeitshypothese ist, dass ein genügend stabiles Boronat, welches das Boronsäure-Analog unter Kupplungsbedingungen langsam freisetzt, ein geeigneter Grundbaustein für die Suzuki-Kupplung ist. Einige der untersuchten Boronsäure-Vorgänger - sogenannte MIDA-Boronate - generieren die Boronsäuren in wässriger NaOH ziemlich schnell, so dass innert kürzester Zeit ein Überangebot an Boronsäuren vorherrscht. Aber Burke fand mit K₃PO₄ in Dioxan/H₂O (5:1) Bedingungen, unter denen die MIDA-Boronate über einen Zeitraum von ungefähr 3 h zu den Boronsäuren umgesetzt werden.

Abb. 2: Reaktionsbedingungen für die Suzuki-Kupplung anhand einer Beispielsreaktion
Quelle: J. Am. Chem. Soc.

Somit konnten für einige bislang problematische Reaktionen erfreuliche Verbesserungen bei den Ausbeuten erzielt werden. Forscher in der Medizinalchemie werden sich brennend für die neuen Bausteine interessieren, da nun einige interessante Heterobiaryle besser zugänglich sind. Wo früher mit toxischen Stannanen in der Stille-Kupplung gearbeitet werden musste, kann demnächst auf die MIDA-Boronate und die Suzuki-Kupplung zurückgegriffen werden.

Quelle:

A General Solution for Unstable Boronic Acids: Slow-Release Cross-Coupling from Air-Stable MIDA Boronates
D. M. Knapp, et. al., J. Am. Chem. Soc. 2009, DOI: 10.1021/ja901416p

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Können MIDA-Boronate die Suzuki-Kupplung revolutionieren?
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