Sonikacja przyspiesza reakcję sprzęgania Suzukiego
Sprzęganie krzyżowe Suzukiego (znane również jako sprzęganie Suzukiego–Miyaury) to reakcja organiczna mająca na celu syntezę pochodnych bifenylu, winylowych związków aromatycznych (np. styrenów), poliolefin, a także bromków alkilowych. Substratami reakcji są kwas aryloboronowy lub winyloboronowy oraz halogenek arylowy lub winylowy, a reakcję katalizuje kompleks palladu(0), który może również występować w postaci katalizatora opartego na nanomateriale.
Stwierdzono, że ultradźwięki przyspieszają całą reakcję sprzęgania Suzukiego. W niniejszym artykule przedstawiono przegląd wyników różnych badań dotyczących usprawniania reakcji sprzęgania Suzukiego za pomocą ultradźwięków.
Badanie Zhanga i współautorów (2008) wykazało, że ultradźwięki ułatwiają heterogeniczną reakcję sprzęgania Suzukiego kwasu fenyloboronowego z halogenkami arylowymi w obecności TBAB, z wykorzystaniem łatwo otrzymywanych cyklopalladowanych ferrocenylowych imin niewymagających ligandów, w samej wodzie. W przypadku sprzęgania chlorków arylowych odnotowano uzyskanie wydajności od umiarkowanych do dobrych. W porównaniu z konwencjonalnym ogrzewaniem reakcja sprzęgania wspomagana ultradźwiękami została radykalnie przyspieszona. Ponadto dużą zaletą tej metody usprawniania reakcji jest stosowanie nietoksycznego, niepalnego rozpuszczalnika, który ułatwia preparatykę i zwiększa jej bezpieczeństwo.
Rajagopal i współautorzy w swojej pracy opisują przeprowadzenie katalizowanych palladem reakcji sprzęgania krzyżowego Suzukiego halogenobenzenów, w tym chlorobenzenów, z kwasem fenyloboronowym w temperaturze otoczenia (30 °C), bez ligandu fosfinowego, z zastosowaniem cieczy jonowej – tetrafluoroboranu 1,3-di–butyloimidazoliowego [bbim][BF4] z metanolem jako współrozpuszczalnikiem, pod działaniem ultradźwięków. [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Równ.1: Sprzęganie Suzukiego wspomagane ultradźwiękami [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Procesor firmy Hielscher UIP1500hd z komorą przepływową – wydajny procesor ultradźwiękowy o mocy 1,5kW do procesów chemicznych w trybie przepływowym
Reakcja sprzęgania krzyżowego Sonogashiry
Stwierdzono również, że ultradźwięki bardzo skutecznie wspomagają reakcję sprzęgania Sonogashiry. Sprzęganie krzyżowe Sonogashiry także jest katalizowane palladem i służy do syntezy organicznej wiązań węgiel–węgiel (C-C) w łagodnych warunkach, takich jak temperatura pokojowa, środowisko wodne i stosowanie łagodnej zasady. Jest szeroko wykorzystywane w przemyśle farmaceutycznym i chemicznym do syntezy złożonych cząsteczek.
Dogodna, katalizowana palladem synteza w jednym naczyniu reakcyjnym, bez ligandów, miedzi i amin, prowadząca do otrzymania benzo[b]furanów/nitrobenzo[b]furanów poprzez sprzęganie Sonogashiry i cyklizację 5-endo-dig, z wykorzystaniem sonikacji w temperaturze otoczenia. Efekty sonochemiczne miały bardzo korzystny wpływ na reakcję. [por. Palimkar et al. 2008]
Literatura / źródła
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, K. S. (2003): Sonochemia i sonoluminescencja cieczy jonowych ciekłych w temperaturze pokojowej. W: Journal of American Chemical Society 125/2003. s. 11138–11139.
- Palimkar, S. S.; More, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): Wspomagana ultradźwiękami synteza bez miedzi, ligandów i amin, prowadząca do otrzymania benzo[b]furanów/nitrobenzo[b]furanów poprzez sprzęganie Sonogashiry i cyklizację 5-endo-dig. W: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. s. 853–862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): Wspomagane ultradźwiękami reakcje sprzęgania krzyżowego Suzukiego w cieczy jonowej w warunkach otoczenia. W: Chemical Communications 6/2002. s. 616–617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): Przyspieszana działaniem ultradźwięków reakcja Suzukiego katalizowana cyklopalladowanymi ferrocenylowymi iminami w samej wodzie. W: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. s. 115–118.