Sonogashira reaktion

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 18. januar 2021; verifikation kræver 1 redigering .

Sonogashira-reaktionen er en palladium - kobber -  katalyseret krydskobling af vinyl- og arylhalogenider med terminale alkyner [1] . Under denne reaktion dannes en carbon-carbon-binding mellem sp² - atomet i halogenidet og sp -atomet af alkynen. Dens forskel fra andre krydskoblingsreaktioner ligger i det faktum, at et af reaktionens substrater - alkyn - ikke behøver at være præaktiveret, hvilket omdanner det til en organometallisk forbindelse . Sonogashira-reaktionen kan forløbe i nærværelse af en lang række andre funktionelle grupper, hvilket er særligt vigtigt i syntesen af ​​komplekse molekyler, hvor reaktionen har fundet sin brede anvendelse [2] .

Historie

Sonogashira-reaktionen stammer fra kobber-katalyserede processer, der blev aktivt undersøgt i 1950'erne. I denne forstand ligner det Castro-Stephens-reaktionen (reaktion af kobberacetylenider med halogenider). Palladium-katalyseret kobling af alkyner og organiske halogenider blev først uafhængigt beskrevet af Heck og Kassar i samme nummer af Journal of Organometallic Chemistry i 1975. Til denne kobling anvendte Heck typiske Heck-reaktionsbetingelser under anvendelse af aminer som base og opløsningsmiddel, mens Kassar udførte reaktionen under påvirkning af natriummethoxid i dimethylformamid . I begge tilfælde krævede reaktionen en høj temperatur [3] .

Samtidig undersøgte Sonogashira og samarbejdspartnere alkynernes reaktivitet med hensyn til metaller og fandt ud af, at kobberacetylenider med succes remetalliseres ved interaktion med platin , og de resulterende platinacetylenider reagerer aktivt med terminale alkyner. Sonogashira foreslog at udføre remetalisering af alkyner ved hjælp af palladium  , et metal med kendt katalytisk aktivitet. Få måneder efter udgivelsen af ​​Heck og Kassar beskrev han 15 eksempler på krydskobling af alkyner og aryl/vinylhalogenider ved stuetemperatur og med tilsætning af kobberiodid CuI som cokatalysator [3] .

Reaktionsbetingelser

Typiske reaktionsbetingelser blev beskrevet af Sonogashira i en artikel fra 1975, som eksemplificerede den dobbelte krydskobling af 1,4-diiodbenzen med phenylacetylen , som forløb i højt udbytte i nærvær af 0,5 mol. % palladiumkatalysator og 1 mol. % kobberiodid i diethylamin . En dobbelt krydskobling, der involverer to terminale hydrogenatomer af acetylen , blev også beskrevet der [3] .

Mekanisme

Det er almindeligt accepteret, at Sonogashira-reaktionen forløber gennem en dobbelt katalytisk cyklus. Den katalytiske palladiumcyklus (cyklus A) ligner de katalytiske cyklusser i Suzuki- og Heck -reaktionerne , og den ekstra kobberkatalytiske cyklus (cyklus B) letter overførslen af ​​en acetylengruppe til palladiumatomet. På trods af at det er vanskeligt eksperimentelt at bekræfte forløbet af en eller anden katalytisk cyklus, præsenteres hovedcyklussen i form af tre faser:

Den vigtigste katalytiske art i hovedcyklussen er palladium(0)-komplekset (f.eks. Pd(PPh 3 ) 2 eller andet), som kan introduceres i form af palladiumtetrakis(triphenylphosphin) eller genereres in situ fra palladium( II) kompleks ved at reducere det med et overskud af phosphin eller alkyn. I det originale værk af Sonogashira dannes katalysatoren på grund af den reduktive kobling af den "opofrende" alkyn (B'-cyklus): to acetylengrupper overføres til palladiumatomet under påvirkning af en base og kobber, hvorefter de elimineres ved dannelse af diacetylen, og der dannes et lavkoordineret palladiumkompleks [4] .

Den katalytiske palladiumcyklus begynder med stadiet med oxidativ tilsætning, hvor vinylhalogenidet eller arylhalogenidet tilsættes til katalysatoren for at bryde C-X-bindingen og danne palladium(II)-komplekset. Komplekset tilføjer derefter en alkynligand via et genmetaleringstrin. Denne proces lettes af den kokatalytiske kobbercyklus, hvor den terminale alkyn omdannes til det tilsvarende kobber(I)acetylenid via den mellemliggende dannelse af et π-kompleks med kobber. Endelig fører det sidste trin af reduktiv eliminering til reaktionsproduktet [4] .

Reaktiviteten af ​​halogenider i Sonogashira-reaktionen korrelerer med deres evne til at indgå i oxidativ tilsætning: den falder fra iodider til chlorider:

[fire]

For iodider og elektronmangelfulde triflater og bromider forløber oxidativ tilsætning hurtigt, og det hastighedsbegrænsende trin er transmetaliseringen af ​​kobberacetylenid, som sker langsommere. I tilfælde af elektronrige bromider og chlorider er det begrænsende trin oxidativ tilsætning [4] .

Noter

  1. ↑ Lee J. J. Nominelle reaktioner. Reaktionsmekanismer i organisk kemi = Navnereaktioner. En samling af detaljerede reaktionsmekanismer / Pr. fra engelsk. V. M. Demyanovich. - M . : Binom. Knowledge Laboratory, 2006. - S. 323. - ISBN 5-94774-368-X .
  2. ↑ Li, 2009 , s. 100-102.
  3. ↑ 1 2 3 Li, 2009 , s. 102-103.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Li, 2009 , s. 104-106.

Litteratur

originale værker Russisksprogede kilder Bøger og anmeldelsesartikler