Ultralydbehandling fremskynder Suzuki-koblingsreaktionen
Suzuki-krydskoblingen (også kendt som Suzuki-Miyaura-kobling) er en organisk reaktion med det formål at syntetisere biphenylderivater, vinylaromater (f.eks. styrener), polyolefiner samt alkylbromider. Reaktionsbasematerialerne er en aryl- eller vinyl-borsyre med et aryl- eller vinylhalogenid katalyseret af et palladium(0)-kompleks, som også kan være i form af en nanomaterialebaseret katalysator.
For Suzuki-koblingsreaktionen har ultralyd vist sig at fremskynde hele reaktionen. Denne artikel giver et overblik over resultaterne af forskellige undersøgelser vedrørende ultralydsforbedring af Suzuki-koblingsreaktionen.
Undersøgelsen af Zhang et al. (2008) viste, at ultralyd letter den heterogene reaktion af Suzuki-kobling af phenylboronsyre med arylhalogenider i nærvær af TBAB ved hjælp af let opnåelige ligandfrie cyclopalladerede ferrocenyliminer i pænt vand. For kobling af arylchlorider er der rapporteret om opnåelse af moderat til godt udbytte. I sammenligning med konventionel opvarmning blev den ultralydassisterede koblingsreaktion accelereret drastisk. Yderligere har denne reaktionsforbedrende metode den store fordel, at den bruger et ikke-giftigt, ikke-brændbart opløsningsmiddel, der letter og sikrer præparatet.
Rajagopal et al. undersøger i deres arbejde, at de palladiumkatalyserede Suzuki-krydskoblingsreaktioner af halobenzener, herunder chlorbenzener med phenylboronsyre, er opnået ved omgivelsestemperatur (30 °C) i fravær af en phosphinligand ved hjælp af den ioniske væske 1,3-di–butylimidazoliumtetrafluorborat [bbim][BF4] med methanol som co-opløsningsmiddel under ultralydsbestråling. [Rajagopal et al. 2002, s. 616]
Equ.1: Ultralydsassisteret Suzuki-kobling [Rajagopal et al. 2002, s. 616]
Hielscher's UIP1500hd med flowcelle – en 1,5 kW kraftig ultralydsprocessor til kemiske processer i gennemstrømningstilstand
Sonogashira krydskoblingsreaktion
Ultralyd har også vist sig at fremme Sonogashira-koblingsreaktionen meget effektivt. Sonogashura-krydskoblingen er også palladiumkatalyseret og bruges til organisk syntese af kulstof-kulstof (C-C) bindinger under milde forhold, såsom ved stuetemperatur, i vandige medier og ved hjælp af en mild base. Det er meget udbredt i den farmaceutiske og kemiske industri til at syntetisere komplekse molekyler.
En praktisk ligand-, kobber- og aminfri palladium-katalyseret one-pot syntese af benzo[b]furaner/nitrobenzo[b]furaner via Sonogashira kobling-5-endo-dig-cyklisering ved hjælp af ultralydbehandling 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 af 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): Ultralyd fremmede kobber-, ligand- og aminfri syntese af benzo[b]furaner/nitrobenzo[b]furaner via Sonogashura-kobling-5-endo-dig-cyklisering. I: Ultralyd Sonochemistry 15/2008. S. 853-862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): Ultralyd fremmede Suzuki-krydskoblingsreaktioner i ionisk væske under omgivende forhold. I: Chemical Communications 6/2002. s. 616-617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): Ultralydsbestråling accelererede cyclopalladeret ferrocenyliminer katalyserede Suzuki-reaktion i pænt vand. I: Ultralyd Sonochemistry 15/2008. s. 115-118.