Η κατεργασία με υπερήχους επιταχύνει την αντίδραση σύζευξης Suzuki
Η διασταυρούμενη σύζευξη Suzuki (γνωστή και ως σύζευξη Suzuki-Miyaura) είναι μια οργανική αντίδραση με στόχο τη σύνθεση παραγώγων διφαινυλίου, βινυλικών αρωματικών ενώσεων (π.χ. στυρενίων), πολυολεφινών, καθώς και βρωμιούχων αλκυλίων. Οι πρώτες ύλες της αντίδρασης είναι ένα αρυλοβορονικό ή βινυλοβορονικό οξύ και ένα αρυλαλογονίδιο ή βινυλαλογονίδιο, με κατάλυση από ένα σύμπλοκο παλλαδίου(0), το οποίο μπορεί επίσης να έχει τη μορφή καταλύτη με βάση νανοϋλικά.
Για την αντίδραση σύζευξης Suzuki, έχει διαπιστωθεί ότι οι υπέρηχοι επιταχύνουν ολόκληρη την αντίδραση. Αυτό το άρθρο παρουσιάζει μια επισκόπηση των αποτελεσμάτων διαφόρων μελετών σχετικά με τη βελτίωση της αντίδρασης σύζευξης Suzuki μέσω υπερήχων.
Η μελέτη των Zhang et al. (2008) απέδειξε ότι οι υπέρηχοι διευκολύνουν την ετερογενή αντίδραση σύζευξης Suzuki του φαινυλοβορονικού οξέος με αρυλαλογονίδια παρουσία TBAB, με τη χρήση εύκολα παρασκευαζόμενων κυκλοπαλλαδιωμένων φερροκενυλιμινών χωρίς υποκαταστάτες, σε καθαρό νερό. Για τη σύζευξη αρυλοχλωριδίων έχει αναφερθεί η επίτευξη μέτριων έως καλών αποδόσεων. Σε σύγκριση με τη συμβατική θέρμανση, η υποβοηθούμενη από υπερήχους αντίδραση σύζευξης επιταχύνθηκε δραστικά. Επιπλέον, αυτή η μέθοδος βελτίωσης της αντίδρασης έχει το μεγάλο πλεονέκτημα της χρήσης ενός μη τοξικού, μη εύφλεκτου διαλύτη που διευκολύνει την παρασκευή και την καθιστά ασφαλή.
Οι Rajagopal et al. αναφέρουν στην εργασία τους ότι οι καταλυόμενες από παλλάδιο αντιδράσεις διασταυρούμενης σύζευξης Suzuki αλογονοβενζολίων, συμπεριλαμβανομένων των χλωροβενζολίων, με φαινυλοβορονικό οξύ έχουν επιτευχθεί σε θερμοκρασία περιβάλλοντος (30 °C), απουσία υποκαταστάτη φωσφίνης, με χρήση του ιοντικού υγρού τετραφθοροβορικού 1,3-δι–βουτυλιμιδαζολίου [bbim][BF4] με μεθανόλη ως συνδιαλύτη υπό υπερηχητική ακτινοβόληση. [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Εξ.1: Σύζευξη Suzuki υποβοηθούμενη από υπερήχους [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Της Hielscher το UIP1500hd με κυψελίδα ροής – ένας ισχυρός επεξεργαστής υπερήχων 1,5kW για χημικές διεργασίες σε λειτουργία συνεχούς ροής
Αντίδραση διασταυρούμενης σύζευξης Sonogashira
Έχει επίσης διαπιστωθεί ότι οι υπέρηχοι προάγουν πολύ αποτελεσματικά την αντίδραση σύζευξης Sonogashira. Η διασταυρούμενη σύζευξη Sonogashira καταλύεται επίσης από παλλάδιο και χρησιμοποιείται για την οργανική σύνθεση δεσμών άνθρακα-άνθρακα (C-C) υπό ήπιες συνθήκες, όπως σε θερμοκρασία δωματίου, σε υδατικά μέσα και με χρήση ήπιας βάσης. Χρησιμοποιείται ευρέως στη φαρμακευτική και τη χημική βιομηχανία για τη σύνθεση πολύπλοκων μορίων.
Μια εύχρηστη σύνθεση βενζο[b]φουρανίων/νιτροβενζο[b]φουρανίων σε ένα δοχείο, καταλυόμενη από παλλάδιο, χωρίς υποκαταστάτες, χαλκό και αμίνες, μέσω σύζευξης Sonogashira και κυκλοποίησης 5-endo-dig, με χρήση κατεργασίας με υπερήχους σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Η αντίδραση έχει επηρεαστεί πολύ θετικά από τα ηχοχημικά φαινόμενα. [πρβλ. Palimkar et al. 2008]
Βιβλιογραφία/Παραπομπές
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, K. S. (2003): Ηχοχημεία και ηχοφωταύγεια ιοντικών υγρών θερμοκρασίας δωματίου. Στο: Journal of American Chemical Society 125/2003. σ. 11138–11139.
- Palimkar, S. S.; More, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): Σύνθεση βενζο[b]φουρανίων/νιτροβενζο[b]φουρανίων χωρίς χαλκό, υποκαταστάτες και αμίνες, προαγόμενη από υπερήχους, μέσω σύζευξης Sonogashira και κυκλοποίησης 5-endo-dig. Στο: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. σ. 853–862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): Αντιδράσεις διασταυρούμενης σύζευξης Suzuki σε ιοντικό υγρό υπό συνθήκες περιβάλλοντος, προαγόμενες από υπερήχους. Στο: Chemical Communications 6/2002. σ. 616–617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): Αντίδραση Suzuki σε καθαρό νερό, καταλυόμενη από κυκλοπαλλαδιωμένες φερροκενυλιμίνες και επιταχυνόμενη από υπερηχητική ακτινοβόληση. Στο: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. σ. 115–118.