超音波処理が鈴木カップリング反応を促進
鈴木クロスカップリング（鈴木–宮浦カップリングとも呼ばれます）は、ビフェニル誘導体、ビニル芳香族化合物（スチレン類など）、ポリオレフィン、および臭化アルキルの合成を目的とする有機反応です。反応の出発物質は、アリールボロン酸またはビニルボロン酸と、ハロゲン化アリールまたはハロゲン化ビニルです。反応はパラジウム(0)錯体によって触媒され、この触媒はナノ材料を基盤とする触媒の形態を取ることもあります。
鈴木カップリング反応では、超音波が反応全体を促進することが明らかになっています。この記事では、超音波による鈴木カップリング反応の改善に関するさまざまな研究結果を概説します。
Zhangら（2008）の研究は、容易に得られる配位子を持たないシクロパラジウム化フェロセニルイミンを用い、TBABの存在下で、水のみを溶媒として行うフェニルボロン酸とハロゲン化アリールの不均一系鈴木カップリング反応を、超音波が促進することを実証しました。塩化アリールのカップリングでは、中程度から良好な収率が得られたと報告されています。従来の加熱と比較して、超音波を併用したカップリング反応は大幅に促進されました。さらに、この反応改善法には、調製を容易かつ安全にする無毒で不燃性の溶媒を使用するという大きな利点があります。
Rajagopalらは、その研究で、クロロベンゼン類を含むハロベンゼン類とフェニルボロン酸とのパラジウム触媒による鈴木クロスカップリング反応が、周囲温度（30 °C）で、ホスフィン配位子を使用せず、イオン液体である1,3-di--butylimidazolium tetrafluoroborate [bbim][BF4]を用い、メタノールを共溶媒として、超音波照射下で達成されたことを示しています。 [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
式1：超音波を併用した鈴木カップリング [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
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薗頭クロスカップリング反応
超音波は、薗頭カップリング反応も非常に効果的に促進することが明らかになっています。薗頭クロスカップリングもパラジウム触媒による反応であり、室温、水系媒体、穏やかな塩基の使用といった温和な条件下で、炭素–炭素（C-C）結合の有機合成に用いられます。複雑な分子を合成するため、製薬業界や化学業界で広く使用されています。
配位子、銅、アミンを使用しないパラジウム触媒によるベンゾ[b]フラン／ニトロベンゾ[b]フランの、周囲温度で超音波処理を用いたSonogashira coupling-5-endo-dig-cyclizationによる簡便なワンポット合成。この反応は、ソノケミカル効果によって非常に好ましい影響を受けています。[参照：Palimkar et al. 2008]
文献・参考資料
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, K. S. (2003): 室温イオン液体のソノケミストリーとソノルミネッセンス。掲載誌：Journal of American Chemical Society 125/2003. pp. 11138–11139.
- Palimkar, S. S.; More, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): 超音波によって促進される、銅、配位子、アミンを使用しないベンゾ[b]フラン／ニトロベンゾ[b]フランのSonogashira coupling-5-endo-dig-cyclizationによる合成。掲載誌：Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. pp. 853–862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): 周囲条件下のイオン液体中で超音波によって促進される鈴木クロスカップリング反応。掲載誌：Chemical Communications 6/2002. pp. 616–617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): 水のみを溶媒として、シクロパラジウム化フェロセニルイミンを触媒に用いる鈴木反応の超音波照射による促進。掲載誌：Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. pp. 115–118.