Az ultrahangos kezelés felgyorsítja a Suzuki-kapcsolási reakciót
A Suzuki-keresztkapcsolás (más néven Suzuki–Miyaura-kapcsolás) olyan szerves kémiai reakció, amelynek célja bifenilszármazékok, vinil-aromás vegyületek (pl. sztirolok), poliolefinek, valamint alkil-bromidok szintézise. A reakció kiindulási anyagai egy aril- vagy vinil-bórsav és egy aril- vagy vinil-halogenid; a reakciót palládium(0)-komplex katalizálja, amely nanoanyagalapú katalizátor formájában is jelen lehet.
Megállapították, hogy a Suzuki-kapcsolási reakció esetében az ultrahang a teljes reakciót felgyorsítja. Ez a cikk áttekinti a Suzuki-kapcsolási reakció ultrahangos javításával foglalkozó különböző vizsgálatok eredményeit.
Zhang és munkatársai (2008) vizsgálata bizonyította, hogy az ultrahang elősegíti a fenil-bórsav aril-halogenidekkel végzett heterogén Suzuki-kapcsolási reakcióját TBAB jelenlétében, könnyen előállítható, ligandummentes ciklopalladált ferrocenil-iminek alkalmazásával, tiszta vízben. Az aril-kloridok kapcsolása esetében közepes és jó közötti hozamok eléréséről számoltak be. A hagyományos melegítéssel összehasonlítva az ultrahanggal segített kapcsolási reakció drasztikusan felgyorsult. Ezenkívül e reakciójavító módszer nagy előnye, hogy nem mérgező, nem gyúlékony oldószert használ, amely megkönnyíti és biztonságossá teszi az előállítást.
Rajagopal és munkatársai munkájukban azt vizsgálják, hogy a halogénbenzolok – köztük a klórbenzolok – fenil-bórsavval végzett, palládiumkatalizált Suzuki-keresztkapcsolási reakcióit környezeti hőmérsékleten (30 °C), foszfinligandum nélkül valósították meg, az 1,3-di–butilimidazólium-tetrafluoroborát ionos folyadék [bbim][BF4] alkalmazásával, metanolt használva társoldószerként, ultrahangos besugárzás mellett. [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
1. egyenlet: Ultrahanggal segített Suzuki-kapcsolás [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
A Hielscher UIP1500hd átfolyó cellával – nagy teljesítményű, 1,5kW-os ultrahangos processzor átfolyásos üzemmódban végzett kémiai folyamatokhoz
Sonogashira-keresztkapcsolási reakció
Megállapították azt is, hogy az ultrahang nagyon hatékonyan elősegíti a Sonogashira-kapcsolási reakciót. A Sonogashira-keresztkapcsolás szintén palládiumkatalizált reakció, amelyet szén–szén (C-C) kötések szerves kémiai szintézisére használnak enyhe körülmények között, például szobahőmérsékleten, vizes közegben és enyhe bázis alkalmazásával. A gyógyszeriparban és a vegyiparban széles körben alkalmazzák összetett molekulák szintézisére.
A benzo[b]furánok/nitro-benzo[b]furánok kényelmes, ligandum-, réz- és aminmentes, palládiumkatalizált, egyedényes szintézise Sonogashira-kapcsolás–5-endo-dig-ciklizáció útján, környezeti hőmérsékleten végzett ultrahangos kezeléssel. A szonokémiai hatások nagyon kedvezően befolyásolták a reakciót. [vö. Palimkar et al. 2008]
Szakirodalom és hivatkozások
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, K. S. (2003): Szobahőmérsékletű ionos folyadékok szonokémiája és szonolumineszcenciája. In: Journal of American Chemical Society 125/2003. 11138–11139. o.
- Palimkar, S. S.; More, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): Benzo[b]furánok/nitro-benzo[b]furánok ultrahanggal elősegített, réz-, ligandum- és aminmentes szintézise Sonogashira-kapcsolás–5-endo-dig-ciklizáció útján. In: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. 853–862. o.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): Ultrahanggal elősegített Suzuki-keresztkapcsolási reakciók ionos folyadékban, környezeti körülmények között. In: Chemical Communications 6/2002. 616–617. o.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): Ultrahangos besugárzással felgyorsított, ciklopalladált ferrocenil-iminek által katalizált Suzuki-reakció tiszta vízben. In: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. 115–118. o.