Amide directed hydrocarboxylation of N-allylacetamide catalyzed by the aqueous Pd - tppts - Brønsted acid system (tppts = P(C₆H₄-m-SO₃Na)₃)1

摘要

The Pd - tppts - HOTs (tppts = P(C₆H₄-m-SO₃Na)₃, HOTs = p-toluenesulfonic acid) catalyzed hydrocarboxylation of N-allylacetamide in an aqueous medium afforded 4-acetamidobutyric acid and 3-acetamido-2-methylpropanoic acid under mild conditions, with a high regioselectivity towards the linear isomer. During the hydrocarboxylation an acid catalyzed hydrolysis of the amide moieties of both the substrate and the products took place, as well as the formation of acetamide and propanal, presumably via a Pd-catalyzed allylic substitution reaction of N-allylacetamide. The hydrolysis reaction was suppressed by lowering the amount of Brønsted acid cocatalyst (HOTs) or by employing a weaker Brønsted acid such as propanoic acid. The allylic substitution reaction was minimized by increasing the CO pressure but unfortunately this caused a decrease in the regioselectivity. A sudden inhibition took place after ca. 70% conversion, presumably caused by one of the side products. By increasing the tppts concentration to 13.1 mmol L-1 (20 equiv per Pd) the inhibition was circumvented and a quantitative conversion of N-allylacetamide was achieved.Key words: aqueous media, olefins, palladium, hydrocarboxylation, N-allylacetamide.Le complexe Pd - tppts - HOTs (tppts = P(C₆H₄-m-SO₃Na)₃, HOTs = acide p-toluènesulfonique) catalyse l'hydrocarboxylation du N-allylacétamide, en solution aqueuse et dans des conditions douces, pour conduire à la formation des acides 4-acétamidobutyrique et 3-acétyl-2-méthylpropanoïque, avec une régiosélectivité élevée en faveur de l'isomère linéaire. Au cours de la réaction d'hydrocarboxylation, il se produit une hydrolyse acidocatalysée des portions amides tant du substrat que du produit ainsi que la formation d'acétamide et de propanal, probablement par le biais d'une réaction de substitution allylique du N-allylacétamide, catalysée par le Pd. La réaction d'hydrolyse peut être supprimée en abaissant la quantité de l'acide de Brønsted utilisé comme cocatalyseur (HOTs) ou en utilisant un acide de Brønsted plus faible, tel que l'acide propanoïque. On peut minimiser la réaction de substitution allylique en augmentant la pression de CO; toutefois, ceci provoque une diminution de la régiosélectivité. Après environ 70% de conversion, il se produit une inhibition soudaine de la réaction qui est probablement causée par l'un des produits secondaires. En augmentant la concentration de tppts jusqu'à une valeur de 13,1 mmol L-1 (20 équivalents par Pd), on peut prévenir l'inhibition et obtenir une conversion quantitative du N-allylacétamide.Mots clés : milieu aqueux, oléfines, palladium, hydrocarboxylation, N-allylacétamide.[Traduit par la Rédaction]