Ultrazvuk urýchľuje Suzukiho kopulačnú reakciu
Suzukiho krížová kopulácia (známa aj ako Suzukiho–Miyaurova kopulácia) je organická reakcia, ktorej cieľom je syntéza derivátov bifenylu, vinylaromátov (napr. styrénov), polyolefínov, ako aj alkylbromidov. Východiskovými látkami reakcie sú aryl- alebo vinylborónová kyselina a aryl- alebo vinylhalogenid, pričom reakciu katalyzuje komplex paládia(0), ktorý môže mať aj podobu katalyzátora na báze nanomateriálu.
Zistilo sa, že pri Suzukiho kopulačnej reakcii ultrazvuk urýchľuje celú reakciu. Tento článok poskytuje prehľad výsledkov rôznych štúdií týkajúcich sa zlepšenia Suzukiho kopulačnej reakcie pomocou ultrazvuku.
Štúdia Zhanga a kol. (2008) preukázala, že ultrazvuk uľahčuje heterogénnu Suzukiho kopulačnú reakciu kyseliny fenylborónovej s arylhalogenidmi v prítomnosti TBAB pomocou ľahko získateľných cyklopaladovaných ferocenylimínov bez ligandov v čistej vode. Pri kopulácii arylchloridov bolo hlásené dosiahnutie stredných až dobrých výťažkov. V porovnaní s konvenčným ohrevom sa kopulačná reakcia podporovaná ultrazvukom výrazne urýchlila. Táto metóda zlepšenia reakcie má navyše veľkú výhodu v použití netoxického, nehorľavého rozpúšťadla, ktoré uľahčuje prípravu a zvyšuje jej bezpečnosť.
Rajagopal a kol. vo svojej práci uvádzajú, že paládiom katalyzované Suzukiho krížové kopulačné reakcie halogénbenzénov vrátane chlórbenzénov s kyselinou fenylborónovou sa uskutočnili pri teplote okolia (30 °C) bez fosfínového ligandu s použitím iónovej kvapaliny tetrafluoroboritanu 1,3-di–butylimidazólia [bbim][BF4] s metanolom ako pomocným rozpúšťadlom pri pôsobení ultrazvuku. [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Rov.1: Suzukiho kopulácia podporovaná ultrazvukom [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Procesor od spoločnosti Hielscher UIP1500hd s prietokovou celou – výkonný ultrazvukový procesor s výkonom 1,5kW na chemické procesy v prietokovom režime
Sonogashirova krížová kopulačná reakcia
Zistilo sa tiež, že ultrazvuk veľmi účinne podporuje Sonogashirovu kopulačnú reakciu. Sonogashirova krížová kopulácia je takisto katalyzovaná paládiom a používa sa na organickú syntézu väzieb uhlík–uhlík (C-C) za miernych podmienok, napríklad pri izbovej teplote, vo vodnom prostredí a s použitím miernej zásady. Vo farmaceutickom a chemickom priemysle sa široko používa na syntézu komplexných molekúl.
Praktická syntéza benzo[b]furánov/nitrobenzo[b]furánov v jednej reakčnej nádobe, katalyzovaná paládiom, bez ligandov, medi a amínov, prostredníctvom Sonogashirovej kopulácie a následnej 5-endo-dig-cyklizácie s použitím ultrazvuku pri teplote okolia. Sonochemické účinky ovplyvnili reakciu veľmi pozitívne. [porov. Palimkar et al. 2008]
Literatúra / referencie
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, K. S. (2003): Sonochémia a sonoluminiscencia iónových kvapalín kvapalných pri izbovej teplote. In: Journal of American Chemical Society 125/2003. s. 11138–11139.
- Palimkar, S. S.; More, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): Ultrazvukom podporovaná syntéza benzo[b]furánov/nitrobenzo[b]furánov bez medi, ligandov a amínov prostredníctvom Sonogashirovej kopulácie a následnej 5-endo-dig-cyklizácie. In: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. s. 853–862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): Ultrazvukom podporované Suzukiho krížové kopulačné reakcie v iónovej kvapaline za podmienok okolia. In: Chemical Communications 6/2002. s. 616–617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): Suzukiho reakcia katalyzovaná cyklopaladovanými ferocenylimínmi v čistej vode urýchlená pôsobením ultrazvuku. In: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. s. 115–118.