Xử lý siêu âm đẩy nhanh phản ứng ghép cặp Suzuki
Phản ứng ghép cặp chéo Suzuki (còn được gọi là phản ứng ghép cặp Suzuki–Miyaura) là một phản ứng hữu cơ nhằm tổng hợp các dẫn xuất biphenyl, các hợp chất thơm chứa nhóm vinyl (ví dụ: styren), polyolefin, cũng như các alkyl bromide. Nguyên liệu ban đầu của phản ứng là một axit arylboronic hoặc vinylboronic cùng với một aryl halide hoặc vinyl halide, dưới sự xúc tác của phức palladium(0), cũng có thể ở dạng chất xúc tác dựa trên vật liệu nano.
Đối với phản ứng ghép cặp Suzuki, siêu âm đã được chứng minh là có khả năng đẩy nhanh toàn bộ phản ứng. Bài viết này cung cấp cái nhìn tổng quan về kết quả của nhiều nghiên cứu liên quan đến việc cải thiện phản ứng ghép cặp Suzuki bằng siêu âm.
Nghiên cứu của Zhang và cộng sự (2008) đã chứng minh rằng siêu âm thúc đẩy phản ứng ghép cặp Suzuki dị thể giữa axit phenylboronic và các aryl halide khi có mặt TBAB, sử dụng các ferrocenylimine palladium hóa vòng không chứa phối tử, dễ điều chế, trong môi trường chỉ có nước. Đối với phản ứng ghép cặp của các aryl chloride, hiệu suất từ trung bình đến tốt đã được báo cáo. So với gia nhiệt thông thường, phản ứng ghép cặp có hỗ trợ siêu âm được đẩy nhanh đáng kể. Hơn nữa, phương pháp cải thiện phản ứng này có ưu điểm lớn là sử dụng dung môi không độc, không cháy, giúp quá trình điều chế dễ dàng và an toàn hơn.
Trong công trình của mình, Rajagopal và cộng sự cho biết các phản ứng ghép cặp chéo Suzuki được xúc tác bằng palladium giữa các halobenzen, bao gồm cả clorobenzen, với axit phenylboronic đã được thực hiện ở nhiệt độ môi trường (30 °C), không có phối tử phosphine, sử dụng chất lỏng ion 1,3-di--butylimidazolium tetrafluoroborate [bbim][BF4] với methanol làm đồng dung môi dưới tác động của siêu âm. [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
PT.1: Phản ứng ghép cặp Suzuki có hỗ trợ siêu âm [Rajagopal et al. 2002, p. 616]
Thiết bị Hielscher UIP1500hd với buồng dòng chảy – một thiết bị xử lý siêu âm mạnh mẽ có công suất 1,5kW dành cho các quá trình hóa học ở chế độ dòng chảy qua
Phản ứng ghép cặp chéo Sonogashira
Siêu âm cũng đã được chứng minh là thúc đẩy phản ứng ghép cặp Sonogashira rất hiệu quả. Phản ứng ghép cặp chéo Sonogashira cũng được xúc tác bằng palladium và được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ để tạo liên kết cacbon–cacbon (C-C) trong điều kiện ôn hòa, chẳng hạn như ở nhiệt độ phòng, trong môi trường nước và sử dụng bazơ yếu. Phản ứng này được sử dụng rộng rãi trong ngành dược phẩm và hóa chất để tổng hợp các phân tử phức tạp.
Một quy trình tổng hợp một bình thuận tiện, được xúc tác bằng palladium, không sử dụng phối tử, đồng và amin, để tổng hợp benzo[b]furan/nitro benzo[b]furan thông qua phản ứng ghép cặp Sonogashira–đóng vòng 5-endo-dig, sử dụng siêu âm ở nhiệt độ môi trường. Phản ứng chịu tác động rất tích cực từ các hiệu ứng hóa siêu âm. [cf. Palimkar et al. 2008]
Tài liệu/Tài liệu tham khảo
- Oxley, J. D.; Prozorov, T.; Suslick, K. S. (2003): Hóa siêu âm và phát quang siêu âm của chất lỏng ion ở nhiệt độ phòng. Trong: Journal of American Chemical Society 125/2003. tr. 11138–11139.
- Palimkar, S. S.; More, V. S.; Srinivasan, K. V. (2008): Tổng hợp benzo[b]furan/nitro benzo[b]furan không sử dụng đồng, phối tử và amin, được thúc đẩy bằng siêu âm thông qua phản ứng ghép cặp Sonogashira–đóng vòng 5-endo-dig. Trong: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. tr. 853–862.
- Rajagopal, R.; Jarikote, D. V.; Srinivasan, K. V. (2002): Các phản ứng ghép cặp chéo Suzuki được thúc đẩy bằng siêu âm trong chất lỏng ion ở điều kiện môi trường. Trong: Chemical Communications 6/2002. tr. 616–617.
- Zhang, J.; Yang, F,; Ren, G.; Mak, Th. C. W.; Song, M.; Wu, Y. (2008): Tác động của siêu âm đẩy nhanh phản ứng Suzuki được xúc tác bằng các ferrocenylimine palladium hóa vòng trong môi trường chỉ có nước. Trong: Ultrasonics Sonochemistry 15/2008. tr. 115–118.