Copper-Catalyzed Chan-Lam Reactions Employing Boronic Acids and Organic Azides

Abstract

N-Aryl Sulfonamide derivatives exhibit anticancer, antibacterial, anticonvulsant, and HIV protease inhibitory acivities. N-Aryl Carbamates are known to have pesticide, insecticide, antibiotic, fungicide, herbicide, and other pharmacological activities. In organic synthesis carbamates are also used as intermediates for the synthesis of urea derivatives and as protecting groups of amines in peptide synthesis. Lots of methods for synthesis of N-Aryl Sulfonamides and N-Aryl Carbamates have been developed employing cross coupling reactions using metal catalyst. However, most reaction conditions for these methods require high temperature, long reaction time (over 12 hours) and/or other additives. This thesis describes novel reaction protocols for the synthesis of N-Aryl Sulfonamides and ¬N-Aryl Carbamates and provides the mechanism of copper- catalyzed Chan-Lam reactions using boronic acids and organic azides. A mild and effective method for the C-N bond formation in the presence of 10 mol % of CuCl is also proved. The reaction was carried out at room temperature in an open flask using a variety of aryl azides and boronic acids without any base, ligand, or additive.;N-Aryl Sulfonamides는 항암효과나 항박테리아 활성을 가지는 천연물의 중심부분으로 널리 알려져 있다. 마찬가지로 N-Aryl Carbamates 또한 살충제나 항생제 등의 생리활성을 띠는 물질로 알려져 있으며, 특히 유기합성화학에서는 Urea 유도체의 합성을 위한 중간체로 사용되거나 펩타이드 합성에서 아민 화합물의 protecting 그룹으로 사용되고 있다. 이렇듯 다양한 생리활성을 띠는 물질의 중심부분이기 때문에 다양한 합성법들이 현재 알려져 왔으며, 그 중에서도 가장 대표적인 방법중의 하나가 금속촉매를 이용한 cross-coupling반응이다. 하지만, 대부분의 반응 조건들이 고온에서 리간드 존재 하에 12시간 이상 가열을 해주어야 하기 때문에 좀더 온화한 반응조건에서 물질을 합성하기 위한 방법론이 지속적으로 연구되고 있다. 이 논문에서는 organic azides와 boronic acids 라는 출발 물질로 구리 촉매를 이용하는 Chan-Lam 반응을 통해 실온에서 N-Aryl Sulfonamides 와 NAryl Carbamates 합성을 위한 효과적인 방법을 보여주었다. 또한, 10 mol% 의 CuCl 외에 다른 염기 또는 리간드, 첨가제 없이 open flask, 실온이라는 온화한 조건 하에서 C-N 결합이 높은 수율로 형성되는 모습을 보여주었다.