Ultrasonication nopeuttaa Suzuki-kytkentäreaktiota
Suzuki-ristikytkentä (tunnetaan myös nimellä Suzuki-Miyaura-kytkin) on orgaaninen reaktio, jonka tarkoituksena on syntetisoida bifenyylijohdannaisia, vinyyliaromaatteja (esim. styreenejä), poly-olefiineja sekä alkyylibromideja. Reaktion perusmateriaalit ovat aryyli- tai vinyyliboorihappo, jossa on palladiumkompleksin katalysoimaa aryyli- tai vinyylihalogenidia, joka voi olla myös nanomateriaalipohjaisen katalyytin muodossa.
Suzuki-kytkentäreaktiossa ultraäänen on havaittu nopeuttavan koko reaktiota. Tässä artikkelissa annetaan yleiskatsaus Suzuki-kytkentäreaktion ultraääniparannusta koskevien eri tutkimusten tuloksista.
(2008) osoitti, että ultraääni helpottaa Suzuki-fenyyliboorihapon kytkemistä aryylifalideihin TBAB: n läsnä ollessa helposti saatavien ligandittomien syklopalladoitujen ferrosenylimiinien avulla siistissä vedessä. Aryylikloridien kytkemisen osalta on raportoitu kohtalaisen tai hyvän saannon saavuttaminen. Perinteiseen lämmitykseen verrattuna ultraäänellä avustettu kytkentäreaktio kiihtyi rajusti. Lisäksi tällä reaktiota parantavalla menetelmällä on suuri etu käyttää myrkytöntä, syttymätöntä liuotinta, joka helpottaa ja varmistaa valmistuksen.
Rajagopal et al. tutkii työssään, että palladiumkatalysoidut Suzuki-halobentseenien, mukaan lukien klooribentseenit, ristikytkentäreaktiot fenyyliboorihapon kanssa on saavutettu ympäristön lämpötilassa (30 °C) ilman fosfiiniligandia käyttäen ionista nestettä 1,3-di–butyyli-midatsoliumtetrafluoriboraatti [bbim][BF4] metanolin kanssa rinnakkaisliuottimena ultraäänisäteilytyksessä. [Rajagopal et ai., 2002, s. 616]
Equ.1: Ultraääniavusteinen Suzuki-kytkentä [Rajagopal et ai., 2002, s. 616]
Hielscherin UIP1500hd virtauskennolla – 1,5 kW: n tehokas ultraääniprosessori kemiallisiin prosesseihin läpivirtaustilassa
Sonogashiran ristikytkentäreaktio
Ultraäänen on myös havaittu edistävän Sonogashira-kytkentäreaktiota erittäin tehokkaasti. Sonogashira-ristikytkentä on myös palladiumkatalysoitu ja sitä käytetään hiili-hiili (C-C) -sidosten orgaaniseen synteesiin lievissä olosuhteissa, kuten huoneenlämpötilassa, vesipitoisissa väliaineissa ja käyttämällä mietoa emästä. Sitä käytetään laajalti lääke- ja kemianteollisuudessa monimutkaisten molekyylien syntetisoimiseksi.
Kätevä ligandi-, kupari- ja amiiniton palladiumkatalysoitu bentson yhden potin synteesi[b]furaanit/nitrobentso[b]furaanit Sonogashira-kytkimen kautta 5-endo-dig-syklisointi ultraäänellä ympäristön lämpötilassa. Sonokemialliset vaikutukset ovat vaikuttaneet reaktioon erittäin positiivisesti. [vrt. Palimkar et al. 2008]
Kirjallisuus/viitteet
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, KS (2003): Huoneenlämpöisten ionisten nesteiden sonokemia ja sonoluminesenssi. Julkaisussa: Journal of American Chemical Society 125/2003. s. 11138-11139.
- Palimkar, S. S.; lisää, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): Ultraääni edisti bentso[b]furaanien/nitrobentso[b]furaanien kupari-, ligandi- ja amiinivapaata synteesiä Sonogashira-kytkentä-5-endo-dig-syklisoinnin kautta. Julkaisussa: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. s. 853-862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, KV (2002): Ultraääni edisti Suzuki-ristikytkentäreaktioita ionisessa nesteessä ympäristön olosuhteissa. Julkaisussa: Chemical Communications 6/2002. s. 616-617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Laulu, M.; Wu, Y. (2008): Ultraäänisäteilytyskiihdytetyt syklopalladoidut ferrosenylimiinit katalysoivat Suzuki-reaktiota siistissä vedessä. Julkaisussa: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. s. 115-118.