Apstrāde ar ultraskaņu paātrina Suzuki savienošanas reakciju
Suzuki šķērssavienošanas reakcija (pazīstama arī kā Suzuki–Miyaura savienošanas reakcija) ir organiska reakcija, kuras mērķis ir sintezēt bifenila atvasinājumus, vinilaromātiskos savienojumus (piemēram, stirolus), poliolefīnus, kā arī alkilbromīdus. Reakcijas izejvielas ir arilborskābe vai vinilborskābe un arilhalogenīds vai vinilhalogenīds, un reakciju katalizē pallādija(0) komplekss, kas var būt arī nanomateriālu bāzes katalizatora formā.
Ir konstatēts, ka ultraskaņa paātrina visu Suzuki savienošanas reakciju. Šajā rakstā sniegts pārskats par dažādu pētījumu rezultātiem attiecībā uz Suzuki savienošanas reakcijas uzlabošanu ar ultraskaņu.
Zhang et al. (2008) pētījums pierādīja, ka ultraskaņa veicina heterogēnu fenilborskābes Suzuki savienošanas reakciju ar arilhalogenīdiem TBAB klātbūtnē, izmantojot viegli iegūstamus, ligandus nesaturošus ciklopalladētus ferocenilimīnus tīrā ūdenī. Ir ziņots, ka arilhlorīdu savienošanā sasniegti vidēji līdz labi iznākumi. Salīdzinājumā ar parasto karsēšanu ultraskaņas veicinātā savienošanas reakcija tika krasi paātrināta. Turklāt šīs reakcijas uzlabošanas metodes būtiska priekšrocība ir netoksiska, neuzliesmojoša šķīdinātāja izmantošana, kas atvieglo sagatavošanu un padara to drošāku.
Rajagopal et al. savā darbā aplūko pallādija katalizētas halogēnbenzolu, tostarp hlorbenzolu, Suzuki šķērssavienošanas reakcijas ar fenilborskābi, kas īstenotas apkārtējās vides temperatūrā (30 °C) bez fosfīna liganda, izmantojot jonu šķidrumu 1,3-di–butilimidazolija tetrafluorborātu [bbim][BF4] un metanolu kā līdzšķīdinātāju, iedarbojoties ar ultraskaņu. [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
1. vienādojums: ultraskaņas veicināta Suzuki savienošanas reakcija [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Hielscher UIP1500hd ar plūsmas šūnu – jaudīgs 1,5kW ultraskaņas procesors ķīmiskajiem procesiem caurplūdes režīmā
Sonogashira šķērssavienošanas reakcija
Ir konstatēts arī, ka ultraskaņa ļoti efektīvi veicina Sonogashira savienošanas reakciju. Arī Sonogashira šķērssavienošanas reakciju katalizē pallādijs, un to izmanto oglekļa–oglekļa (C-C) saišu organiskajā sintēzē maigos apstākļos, piemēram, istabas temperatūrā, ūdens vidē un izmantojot vāju bāzi. To plaši izmanto farmācijas un ķīmiskajā rūpniecībā sarežģītu molekulu sintezēšanai.
Ērta, pallādija katalizēta benzo[b]furānu/nitrobenzo[b]furānu sintēze vienā reakcijas traukā bez ligandiem, vara un amīniem, izmantojot Sonogashira savienošanu un 5-endo-dig ciklizāciju ar apstrādi ar ultraskaņu apkārtējās vides temperatūrā. Sonoķīmiskie efekti ir ļoti pozitīvi ietekmējuši reakciju. [sal. Palimkar et al. 2008]
Literatūra un atsauces
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, K. S. (2003): Istabas temperatūras jonu šķidrumu sonoķīmija un sonoluminiscence. In: Journal of American Chemical Society 125/2003. pp. 11138–11139.
- Palimkar, S. S.; More, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): Ultraskaņas veicināta benzo[b]furānu/nitrobenzo[b]furānu sintēze bez vara, ligandiem un amīniem, izmantojot Sonogashira savienošanu un 5-endo-dig ciklizāciju. In: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. pp. 853–862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): Ultraskaņas veicinātas Suzuki šķērssavienošanas reakcijas jonu šķidrumā apkārtējās vides apstākļos. In: Chemical Communications 6/2002. pp. 616–617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): Ultraskaņas iedarbības paātrināta, ciklopalladētu ferocenilimīnu katalizēta Suzuki reakcija tīrā ūdenī. In: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. pp. 115–118.