La sonicazione accelera la reazione di accoppiamento di Suzuki
L’accoppiamento incrociato di Suzuki (noto anche come accoppiamento di Suzuki-Miyaura) è una reazione organica finalizzata alla sintesi di derivati del bifenile, composti aromatici vinilici (ad es. stireni), poliolefine e bromuri alchilici. I reagenti di partenza sono un acido arilboronico o vinilboronico e un alogenuro arilico o vinilico; la reazione è catalizzata da un complesso di palladio(0), che può anche assumere la forma di un catalizzatore a base di nanomateriali.
È stato riscontrato che gli ultrasuoni accelerano l’intera reazione di accoppiamento di Suzuki. Questo articolo offre una panoramica dei risultati di vari studi sul miglioramento della reazione di accoppiamento di Suzuki mediante ultrasuoni.
Lo studio di Zhang et al. (2008) ha dimostrato che gli ultrasuoni facilitano la reazione eterogenea di accoppiamento di Suzuki dell’acido fenilboronico con alogenuri arilici in presenza di TBAB, mediante ferrocenilimmine ciclopalladate prive di ligandi e facilmente ottenibili, in sola acqua. Per l’accoppiamento dei cloruri arilici sono state riportate rese da moderate a buone. Rispetto al riscaldamento convenzionale, la reazione di accoppiamento assistita da ultrasuoni è stata accelerata drasticamente. Inoltre, questo metodo di miglioramento della reazione presenta il grande vantaggio di utilizzare un solvente non tossico e non infiammabile, che facilita e rende sicura la preparazione.
Nel loro lavoro, Rajagopal et al. riportano che le reazioni di accoppiamento incrociato di Suzuki catalizzate dal palladio tra alogenobenzeni, inclusi i clorobenzeni, e acido fenilboronico sono state realizzate a temperatura ambiente (30 °C), in assenza di un ligando fosfinico, utilizzando il liquido ionico tetrafluoroborato di 1,3-dibutilimidazolio [bbim][BF4] con metanolo come cosolvente sotto irradiazione ultrasonica. [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Eq.1: Accoppiamento di Suzuki assistito da ultrasuoni [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
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Reazione di accoppiamento incrociato di Sonogashira
È stato inoltre riscontrato che gli ultrasuoni promuovono molto efficacemente la reazione di accoppiamento di Sonogashira. Anche l’accoppiamento incrociato di Sonogashira è catalizzato dal palladio e viene utilizzato per la sintesi organica di legami carbonio-carbonio (C-C) in condizioni blande, ad esempio a temperatura ambiente, in mezzi acquosi e utilizzando una base blanda. È ampiamente impiegato nell’industria farmaceutica e chimica per sintetizzare molecole complesse.
Una pratica sintesi in un unico recipiente, catalizzata dal palladio e priva di ligandi, rame e ammine, di benzo[b]furani/nitrobenzo[b]furani mediante accoppiamento di Sonogashira e ciclizzazione 5-endo-dig, utilizzando la sonicazione a temperatura ambiente. Gli effetti sonochimici hanno influenzato molto positivamente la reazione. [cfr. Palimkar et al. 2008]
Bibliografia e riferimenti
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, K. S. (2003): Sonochimica e sonoluminescenza dei liquidi ionici a temperatura ambiente. In: Journal of American Chemical Society 125/2003. pp. 11138–11139.
- Palimkar, S. S.; More, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): Sintesi di benzo[b]furani/nitrobenzo[b]furani promossa da ultrasuoni, priva di rame, ligandi e ammine, mediante accoppiamento di Sonogashira e ciclizzazione 5-endo-dig. In: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. pp. 853–862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): Reazioni di accoppiamento incrociato di Suzuki promosse da ultrasuoni in un liquido ionico in condizioni ambientali. In: Chemical Communications 6/2002. pp. 616–617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): Reazione di Suzuki catalizzata da ferrocenilimmine ciclopalladate e accelerata dall’irradiazione ultrasonica in sola acqua. In: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. pp. 115–118.