Ultrasonicarea accelerează reacția de cuplare Suzuki
Cuplarea încrucișată Suzuki (cunoscută și sub numele de cuplare Suzuki-Miyaura) este o reacție organică având ca scop sinteza derivaților de bifenil, a aromaților vinilici (de exemplu, stireni), a poliolefinelor, precum și a bromurilor de alchil. Materiile prime ale reacției sunt un acid aril- sau vinil-boronic și o halogenură de aril sau de vinil, reacția fiind catalizată de un complex de paladiu(0), care poate fi și sub forma unui catalizator pe bază de nanomateriale.
S-a constatat că, în cazul reacției de cuplare Suzuki, ultrasunetele accelerează întreaga reacție. Acest articol oferă o prezentare generală a rezultatelor diferitelor studii privind îmbunătățirea ultrasonică a reacției de cuplare Suzuki.
Studiul realizat de Zhang et al. (2008) a demonstrat că ultrasunetele facilitează reacția heterogenă de cuplare Suzuki a acidului fenilboronic cu halogenuri de aril în prezența TBAB, prin intermediul unor ferocenilimine ciclopaladate fără liganzi, ușor de obținut, în apă pură. Pentru cuplarea clorurilor de aril s-a raportat obținerea unor randamente moderate până la bune. În comparație cu încălzirea convențională, reacția de cuplare asistată de ultrasunete a fost accelerată drastic. În plus, această metodă de îmbunătățire a reacției are marele avantaj al utilizării unui solvent netoxic și neinflamabil, care facilitează prepararea și o face mai sigură.
Rajagopal et al. examinează în lucrarea lor faptul că reacțiile de cuplare încrucișată Suzuki catalizate de paladiu ale halogenobenzenilor, inclusiv ale clorobenzenilor, cu acid fenilboronic au fost realizate la temperatura ambiantă (30 °C), în absența unui ligand fosfinic, utilizând lichidul ionic 1,3-di--butylimidazolium tetrafluoroborate [bbim][BF4], cu metanol drept co-solvent, sub iradiere ultrasonică. [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Ec. 1: Cuplare Suzuki asistată de ultrasunete [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Hielscher UIP1500hd cu celulă de flux – un procesor ultrasonic puternic de 1,5kW pentru procese chimice în regim de curgere continuă
Reacția de cuplare încrucișată Sonogashira
De asemenea, s-a constatat că ultrasunetele promovează foarte eficient reacția de cuplare Sonogashira. Cuplarea încrucișată Sonogashira este și ea catalizată de paladiu și este utilizată pentru sinteza organică a legăturilor carbon-carbon (C-C) în condiții blânde, cum ar fi la temperatura camerei, în medii apoase și utilizând o bază slabă. Este utilizată pe scară largă în industria farmaceutică și chimică pentru sinteza moleculelor complexe.
O sinteză convenabilă „one-pot”, catalizată de paladiu, fără liganzi, cupru și amine, a benzo[b]furanilor/nitrobenzo[b]furanilor prin cuplare Sonogashira-ciclizare 5-endo-dig, utilizând ultrasonicarea la temperatura ambiantă. Reacția a fost influențată foarte pozitiv de efectele sonochimice. [cf. Palimkar et al. 2008]
Literatură de specialitate/Referințe
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, K. S. (2003): Sonochemistry and Sonoluminescence of Room-Temperature Ionic Liquids. În: Journal of American Chemical Society 125/2003. pp. 11138-11139.
- Palimkar, S. S.; More, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): Sinteza asistată de ultrasunete, fără cupru, liganzi și amine, a benzo[b]furans/nitro benzo[b]furans via Sonogashira coupling-5-endo-dig-cyclization. În: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. pp. 853-862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): Ultrasound promoted Suzuki cross-coupling reactions in ionic liquid at ambient conditions. În: Chemical Communications 6/2002. pp. 616-617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): Ultrasonic irradiation accelerated cyclopalladated ferrocenylimines catalyzed Suzuki reaction in neat water. În: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. pp. 115-118.