Sonogashira reakció

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. január 18-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

A Sonogashira-reakció vinil- és aril-halogenidek palládium - réz  katalizált keresztkapcsolása terminális alkinokkal [1] . A reakció során szén-szén kötés jön létre a halogenid sp2 -atomja és az alkin sp2 -atomja között. Különbsége a többi keresztkapcsolási reakciótól abban rejlik, hogy a reakció egyik szubsztrátját - az alkint - nem kell előzetesen aktiválni, így bármilyen fémorganikus vegyületté alakul . A Sonogashira-reakció számos egyéb funkciós csoport jelenlétében is végbemehet, ami különösen fontos komplex molekulák szintézisében, ahol a reakció széles körben elterjedt [2] .

Történelem

A Sonogashira reakció az 1950-es években aktívan tanulmányozott rézkatalizált folyamatokból származik. Ebben az értelemben hasonló a Castro-Stephens reakcióhoz ( réz-acetilenidok reakciója halogenidekkel). Az alkinok és szerves halogenidek palládiumkatalizált kapcsolását először egymástól függetlenül Heck és Kassar írta le a Journal of Organometalc Chemistry ugyanabban a számában 1975-ben. Ehhez a kapcsoláshoz Heck tipikus Heck reakciókörülményeket alkalmazott, bázisként és oldószerként aminokat használva , míg Kassar nátrium-metoxid hatására dimetil -formamidban hajtotta végre a reakciót . A reakcióhoz mindkét esetben magas hőmérsékletre volt szükség [3] .

Ugyanakkor Sonogashira és munkatársai az alkinek fémekkel szembeni reaktivitását tanulmányozták, és azt találták, hogy a réz- acetilenidek sikeresen újrafémesednek a platinával való kölcsönhatás során , és a keletkező platina-acetilenidok aktívan reagálnak a terminális alkinekkel. Sonogashira azt javasolta, hogy az alkinek újrametalizálását palládiummal  , egy ismert katalitikus aktivitású fémmel hajtsák végre. Néhány hónappal Heck és Kassar publikációja után 15 példát írt le alkinek és aril/vinil-halogenidek szobahőmérsékleten történő keresztkapcsolására, valamint kokatalizátorként réz-jodid CuI hozzáadásával [3] .

Reakciókörülmények

A tipikus reakciókörülményeket Sonogashira írta le egy 1975-ös cikkében, amely az 1,4-dijód-benzol és a fenil -acetilén kettős keresztkapcsolását példázza , amely nagy hozammal megy végbe 0,5 mol jelenlétében. % palládium katalizátor és 1 mol. % réz-jodidot dietil -aminban . Ugyanitt leírták az acetilén két terminális hidrogénatomját magában foglaló kettős keresztkapcsolást is [3] .

Mechanizmus

Általánosan elfogadott, hogy a Sonogashira-reakció kettős katalitikus cikluson keresztül megy végbe. A palládiumkatalitikus ciklus (A ciklus) hasonló a Suzuki- és Heck -reakció katalitikus ciklusaihoz , és a segédréz katalitikus ciklus (B ciklus) megkönnyíti az acetiléncsoport átvitelét a palládiumatomra. Annak ellenére, hogy nehéz kísérletileg megerősíteni egy vagy másik katalitikus ciklus lefolyását, a fő ciklust három szakaszban mutatják be:

• halogenid oxidatív hozzáadása a katalitikus részecskéhez;
• újrametalizálás ;
• a reakciótermék reduktív eliminációja [4] .

A fő katalitikus anyag a fő ciklusban a palládium(0) komplex (például Pd(PPh 3 ) 2 vagy más), amely palládium-tetrakisz(trifenil-foszfin) formájában vihető be, vagy in situ állítható elő a palládiumból. II) komplexet foszfin- vagy alkinfelesleggel redukálva. Sonogashira eredeti művében a katalizátor az „áldozati” alkin (B' ciklus) reduktív kapcsolása következtében jön létre: két acetiléncsoport kerül át a palládium atomra bázis és réz hatására, majd diacetilén képződésével eliminálódik, és alacsony koordinációjú palládiumkomplex képződik [4] .

A palládium katalitikus ciklus az oxidatív addíció szakaszával kezdődik, amelynek során vinil-halogenidet vagy aril-halogenidet adnak a katalizátorhoz, hogy megszakítsák a C-X kötést és palládium(II) komplexet képezzenek. A komplex ezután egy alkin ligandumot ad hozzá egy újrametalálási lépésben. Ezt a folyamatot elősegíti a kokatalitikus rézciklus, amelyben a terminális alkin a megfelelő réz(I)-acetileniddé alakul a rézzel képzett π-komplex intermedier képződése révén. Végül a reduktív elimináció utolsó lépése a reakciótermékhez vezet [4] .

A halogenidek reakcióképessége a Sonogashira-reakcióban korrelál az oxidatív addíciós képességükkel: a jodidokról kloridokká csökken:

[négy]

A jodidok és az elektronhiányos triflátok és bromidok esetében az oxidatív addíció gyorsan megy végbe, és a sebességet korlátozó lépés a réz-acetilenid átmetalizálása, amely lassabban megy végbe. Elektronban gazdag bromidok és kloridok esetében a korlátozó lépés az oxidatív addíció [4] .

Jegyzetek

1. ↑ Lee J. J. Névleges reakciók. Reakciómechanizmusok a szerves kémiában = Name Reactions. Részletes reakciómechanizmusok gyűjteménye / Per. angolról. V. M. Demjanovics. - M . : Binom. Tudáslaboratórium , 2006. - P. 323. - ISBN 5-94774-368-X .
2. ↑ Li, 2009 , p. 100-102.
3. ↑ 1 2 3 Li, 2009 , p. 102-103.
4. ↑ 1 2 3 4 5 Li, 2009 , p. 104-106.

Irodalom

eredeti művek

• Cassar L. Aril- és vinil-szubsztituált acetilén-származékok szintézise nikkel- és palládiumkomplexek felhasználásával  (angol)  // J. Organomet. Chem. - 1975. - 1. évf. 93. sz . 2 . - P. 253-257 . - doi : 10.1016/S0022-328X(00)94048-8 .
• Dieck HA, Heck FR Aril-, heterociklusos és vinil-acetilén-származékok palládiumkatalizált szintézise  //  J. Organomet. Chem. - 1975. - 1. évf. 93. sz . 2 . - 259-263 . o . - doi : 10.1016/S0022-328X(00)94049-X .
• Sonogashira K., Tohda Y., Hagihara N. Az acetilének kényelmes szintézise: acetilénhidrogén katalitikus szubsztitúciói bróm-alkénekkel, jódoarénekkel és brómpiridinekekkel  (angol)  // Tetrahedron Letters. - 1975. - 1. évf. 16 , sz. 50 . - P. 4467-4470 . - doi : 10.1016/S0040-4039(00)91094-3 .

Orosz nyelvű források

• Smith V. A., Dilman A. D. 5.4.3. fejezet. Sonogashira reakció // A modern szerves szintézis alapjai. - M . : Binom. Tudáslaboratórium, 2009. - S. 126-129. — ISBN 978-5-94774-941-0 .

Könyvek és ismertető cikkek

• Chinchilla R., Najera C. The Sonogashira Reaction: A Booming Methodology in Synthetic Organic Chemistry   // Chem . Fordulat. - 2007. - Vol. 107 , sz. 3 . - P. 874-922 . doi : 10.1021 / cr050992x . — PMID 17305399 .
• Li JJ 1. fejezet. Fémorganikus anyagok // Name Reactions for Homologation, Part I. - John Wiley & Sons, 2009. - P. 100-132. - doi : 10.1002/9780470487020.ch1 .