Sonikering accelererer Suzuki-koblingsreaktionen
Suzuki-krydskoblingen (også kendt som Suzuki-Miyaura-koblingen) er en organisk reaktion, der har til formål at syntetisere biphenylderivater, vinylaromatiske forbindelser (f.eks. styrener), polyolefiner samt alkylbromider. Reaktionens udgangsstoffer er en aryl- eller vinylboronsyre og et aryl- eller vinylhalogenid, og reaktionen katalyseres af et palladium(0)-kompleks, som også kan foreligge i form af en nanomaterialebaseret katalysator.
Det er påvist, at ultralyd accelererer hele Suzuki-koblingsreaktionen. Denne artikel giver et overblik over resultaterne fra forskellige undersøgelser af forbedringen af Suzuki-koblingsreaktionen ved hjælp af ultralyd.
Undersøgelsen af Zhang et al. (2008) påviste, at ultralyd fremmer den heterogene Suzuki-koblingsreaktion mellem phenylboronsyre og arylhalogenider i tilstedeværelse af TBAB ved hjælp af let tilgængelige, ligandfrie, cyclopalladerede ferrocenyliminer i rent vand. For koblingen af arylchlorider er der rapporteret om moderate til gode udbytter. Sammenlignet med konventionel opvarmning blev den ultralydsassisterede koblingsreaktion accelereret drastisk. Desuden har denne metode til forbedring af reaktionen den store fordel, at den anvender et ugiftigt, ikke-brændbart opløsningsmiddel, som letter syntesen og gør den sikker.
Rajagopal et al. undersøger i deres arbejde, hvordan palladiumkatalyserede Suzuki-krydskoblingsreaktioner mellem halogenbenzener, herunder chlorbenzener, og phenylboronsyre er blevet gennemført ved omgivelsestemperatur (30 °C) uden en phosphinligand ved anvendelse af den ioniske væske 1,3-di--butylimidazolium tetrafluoroborate [bbim][BF4] med methanol som hjælpeopløsningsmiddel under ultralydsbestråling. [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Lign.1: Ultralydsassisteret Suzuki-kobling [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Hielschers UIP1500hd med flowcelle – en kraftig ultralydsprocessor på 1,5kW til kemiske processer i gennemstrømningstilstand
Sonogashira-krydskoblingsreaktion
Det er også påvist, at ultralyd fremmer Sonogashira-koblingsreaktionen meget effektivt. Sonogashira-krydskoblingen er ligeledes palladiumkatalyseret og anvendes til organisk syntese af kulstof-kulstof-bindinger (C-C) under milde betingelser, såsom ved stuetemperatur, i vandige medier og med anvendelse af en mild base. Den anvendes i vid udstrækning i den farmaceutiske og kemiske industri til at syntetisere komplekse molekyler.
En praktisk, ligand-, kobber- og aminfri, palladiumkatalyseret syntese i én reaktionsbeholder af benzo[b]furaner/nitrobenzo[b]furaner via Sonogashira-kobling-5-endo-dig-cyklisering ved hjælp af sonikering ved omgivelsestemperatur. Reaktionen er blevet påvirket meget positivt af sonokemiske effekter. [jf. Palimkar et al. 2008]
Litteratur/referencer
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, K. S. (2003): Sonokemi og sonoluminescens i ioniske væsker ved stuetemperatur. I: Journal of American Chemical Society 125/2003. s. 11138–11139.
- Palimkar, S. S.; More, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): Ultralydsfremmet kobber-, ligand- og aminfri syntese af benzo[b]furaner/nitrobenzo[b]furaner via Sonogashira-kobling-5-endo-dig-cyklisering. I: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. s. 853–862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): Ultralydsfremmede Suzuki-krydskoblingsreaktioner i en ionisk væske under omgivelsesbetingelser. I: Chemical Communications 6/2002. s. 616–617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): Suzuki-reaktion katalyseret af cyclopalladerede ferrocenyliminer i rent vand og accelereret ved ultralydsbestråling. I: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. s. 115–118.