La sonication accélère la réaction de couplage de Suzuki
Le couplage croisé de Suzuki (également appelé couplage de Suzuki-Miyaura) est une réaction organique visant à synthétiser des dérivés du biphényle, des composés aromatiques vinyliques (par exemple des styrènes), des polyoléfines ainsi que des bromures d’alkyle. Les réactifs de départ sont un acide arylboronique ou vinylboronique et un halogénure d’aryle ou de vinyle ; la réaction est catalysée par un complexe de palladium(0), qui peut également se présenter sous la forme d’un catalyseur à base de nanomatériaux.
Il a été constaté que les ultrasons accélèrent l’ensemble de la réaction de couplage de Suzuki. Cet article présente les résultats de différentes études concernant l’amélioration de la réaction de couplage de Suzuki par les ultrasons.
L’étude de Zhang et al. (2008) a démontré que les ultrasons facilitent la réaction hétérogène de couplage de Suzuki de l’acide phénylboronique avec des halogénures d’aryle en présence de TBAB, au moyen de ferrocénylimines cyclopalladées sans ligand, faciles à obtenir, dans l’eau seule. Pour le couplage des chlorures d’aryle, des rendements moyens à bons ont été rapportés. Par rapport au chauffage conventionnel, la réaction de couplage assistée par ultrasons a été considérablement accélérée. De plus, cette méthode d’amélioration de la réaction présente l’avantage majeur d’utiliser un solvant non toxique et ininflammable, qui facilite la préparation et la rend plus sûre.
Dans leurs travaux, Rajagopal et al. indiquent que les réactions de couplage croisé de Suzuki catalysées par le palladium entre des halogénobenzènes, y compris des chlorobenzènes, et l’acide phénylboronique ont été réalisées à température ambiante (30 °C), en l’absence de ligand phosphine, en utilisant le liquide ionique tétrafluoroborate de 1,3-di–butylimidazolium [bbim][BF4] avec du méthanol comme cosolvant, sous irradiation ultrasonore. [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Éq.1 : Couplage de Suzuki assisté par ultrasons [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
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Réaction de couplage croisé de Sonogashira
Il a également été constaté que les ultrasons favorisent très efficacement la réaction de couplage de Sonogashira. Le couplage croisé de Sonogashira est lui aussi catalysé par le palladium et sert à la synthèse organique de liaisons carbone-carbone (C-C) dans des conditions douces, notamment à température ambiante, en milieu aqueux et avec une base faible. Il est largement utilisé dans les industries pharmaceutique et chimique pour synthétiser des molécules complexes.
Une méthode pratique permet la synthèse monotope, catalysée par le palladium, sans ligand, sans cuivre et sans amine, de benzo[b]furanes/nitrobenzo[b]furanes par couplage de Sonogashira suivi d’une cyclisation 5-endo-dig, en utilisant la sonication à température ambiante. Les effets sonochimiques ont eu une influence très positive sur la réaction. [cf. Palimkar et al. 2008]
Bibliographie et références
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, K. S. (2003): Sonochemistry and Sonoluminescence of Room-Temperature Ionic Liquids. In: Journal of American Chemical Society 125/2003. pp. 11138–11139.
- Palimkar, S. S.; More, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): Synthèse favorisée par les ultrasons, sans cuivre, ligand ni amine, de benzo[b]furans/nitro benzo[b]furans via Sonogashira coupling-5-endo-dig-cyclization. In: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. pp. 853–862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): Ultrasound promoted Suzuki cross-coupling reactions in ionic liquid at ambient conditions. In: Chemical Communications 6/2002. pp. 616–617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): Ultrasonic irradiation accelerated cyclopalladated ferrocenylimines catalyzed Suzuki reaction in neat water. In: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. pp. 115–118.