Sonogashira reaktion

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 18 januari 2021; verifiering kräver 1 redigering .

Sonogashira-reaktionen är en palladium -  kopparkatalyserad korskoppling av vinyl- och arylhalider med terminala alkyner [ 1] . Under denna reaktion bildas en kol-kolbindning mellan sp² -atomen i haliden och sp -atomen i alkynen. Dess skillnad från andra korskopplingsreaktioner ligger i det faktum att ett av reaktionens substrat - alkyn - inte behöver föraktiveras, vilket omvandlar det till någon organometallisk förening . Sonogashira-reaktionen kan fortgå i närvaro av ett brett spektrum av andra funktionella grupper, vilket är särskilt viktigt vid syntes av komplexa molekyler, där reaktionen har funnit sin breda tillämpning [2] .

Historik

Sonogashira-reaktionen härrör från kopparkatalyserade processer som aktivt studerades på 1950-talet. I denna mening liknar det Castro-Stephens reaktion (reaktion av kopparacetylenider med halogenider). Palladiumkatalyserad koppling av alkyner och organiska halogenider beskrevs först oberoende av Heck och Kassar i samma nummer av Journal of Organometallic Chemistry 1975. För denna koppling tillämpade Heck typiska Heck-reaktionsförhållanden med aminer som bas och lösningsmedel, medan Kassar utförde reaktionen under inverkan av natriummetoxid i dimetylformamid . I båda fallen krävde reaktionen en hög temperatur [3] .

Samtidigt studerade Sonogashira och medarbetare reaktiviteten hos alkyner med avseende på metaller och fann att kopparacetylenider framgångsrikt ommetalliseras vid interaktion med platina , och de resulterande platinaacetyleniderna reagerar aktivt med terminala alkyner. Sonogashira föreslog att ommetalliseringen av alkyner skulle genomföras med palladium  , en metall med känd katalytisk aktivitet. Några månader efter publiceringen av Heck och Kassar beskrev han 15 exempel på korskoppling av alkyner och aryl/vinylhalider vid rumstemperatur och med tillsats av kopparjodid CuI som samkatalysator [3] .

Reaktionsvillkor

Typiska reaktionsförhållanden beskrevs av Sonogashira i en artikel från 1975, som exemplifierade den dubbla korskopplingen av 1,4-dijodbensen med fenylacetylen , som fortgick i högt utbyte i närvaro av 0,5 mol. % palladiumkatalysator och 1 mol. % kopparjodid i dietylamin . En dubbel korskoppling som involverar två terminala väteatomer av acetylen beskrevs också där [3] .

Mekanism

Det är allmänt accepterat att Sonogashira-reaktionen fortskrider genom en dubbel katalytisk cykel. Den katalytiska palladiumcykeln (cykel A) liknar de katalytiska cyklerna i Suzuki- och Heck- reaktionerna , och den extra katalytiska kopparcykeln (cykel B) underlättar överföringen av en acetylengrupp till palladiumatomen. Trots det faktum att det är svårt att experimentellt bekräfta förloppet av en eller annan katalytisk cykel, presenteras huvudcykeln i form av tre steg:

Den viktigaste katalytiska arten i huvudcykeln är palladium(0)-komplexet (till exempel Pd(PPh 3 ) 2 eller annat), som kan introduceras i form av palladiumtetrakis(trifenylfosfin) eller genereras in situ från palladium( II) komplex genom att reducera det med ett överskott av fosfin eller alkyn. I det ursprungliga arbetet av Sonogashira bildas katalysatorn på grund av den reduktiva kopplingen av "offer"-alkynen (B'-cykeln): två acetylengrupper överförs till palladiumatomen under inverkan av en bas och koppar, varefter de överförs till palladiumatomen. elimineras med bildandet av diacetylen, och ett lågkoordinerat palladiumkomplex bildas [4] .

Den katalytiska palladiumcykeln börjar med steget av oxidativ tillsats, under vilket vinylhalogeniden eller arylhalogeniden tillsätts till katalysatorn för att bryta C-X-bindningen och bilda palladium(II)-komplexet. Komplexet lägger sedan till en alkynligand via ett ommetalleringssteg. Denna process underlättas av den kokatalytiska kopparcykeln, i vilken den terminala alkynen omvandlas till motsvarande koppar(I)-acetylenid via den mellanliggande bildningen av ett π-komplex med koppar. Slutligen leder det sista steget av reduktiv eliminering till reaktionsprodukten [4] .

Reaktiviteten hos halogenider i Sonogashira-reaktionen korrelerar med deras förmåga att gå in i oxidativ tillsats: den minskar från jodider till klorider:

[fyra]

För jodider och elektrondefekta triflater och bromider fortskrider oxidativ tillsats snabbt, och det hastighetsbegränsande steget är transmetalliseringen av kopparacetylenid, som sker långsammare. När det gäller elektronrika bromider och klorider är det begränsande steget oxidativ tillsats [4] .

Anteckningar

  1. ↑ Lee J. J. Nominella reaktioner. Reaktionsmekanismer i organisk kemi = Namnreaktioner. En samling av detaljerade reaktionsmekanismer / Per. från engelska. V. M. Demyanovich. - M . : Binom. Kunskapslaboratoriet, 2006. - S. 323. - ISBN 5-94774-368-X .
  2. ↑ Li, 2009 , sid. 100-102.
  3. ↑ 1 2 3 Li, 2009 , sid. 102-103.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Li, 2009 , sid. 104-106.

Litteratur

originalverk ryskspråkiga källor Böcker och recensionsartiklar