Reacción de sonogashira

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La reacción de Sonogashira es un acoplamiento cruzado  catalizado por paladio - cobre de haluros de vinilo y arilo con alquinos terminales [1] . Durante esta reacción, se forma un enlace carbono-carbono entre el átomo sp² del haluro y el átomo sp del alquino. Su diferencia con otras reacciones de acoplamiento cruzado radica en que uno de los sustratos de la reacción, el alquino, no necesita ser preactivado, convirtiéndolo en cualquier compuesto organometálico . La reacción de Sonogashira puede proceder en presencia de una amplia gama de otros grupos funcionales, lo que es especialmente importante en la síntesis de moléculas complejas, donde la reacción ha encontrado su amplia aplicación [2] .

Historia

La reacción de Sonogashira se origina a partir de procesos catalizados por cobre que se estudiaron activamente en la década de 1950. En este sentido, es similar a la reacción de Castro-Stephens (reacción de acetilenuros de cobre con haluros). El acoplamiento de alquinos y haluros orgánicos catalizado por paladio fue descrito por primera vez de forma independiente por Heck y Kassar en el mismo número del Journal of Organometallic Chemistry en 1975. Para este acoplamiento, Heck aplicó las condiciones de reacción típicas de Heck , utilizando aminas como base y disolvente, mientras que Kassar llevó a cabo la reacción bajo la acción de metóxido de sodio en dimetilformamida . En ambos casos, la reacción requería una alta temperatura [3] .

Al mismo tiempo, Sonogashira y sus colaboradores estudiaron la reactividad de los alquinos con respecto a los metales y descubrieron que los acetilenuros de cobre se vuelven a metalizar con éxito tras la interacción con el platino , y los acetilenuros de platino resultantes reaccionan activamente con los alquinos terminales. Sonogashira propuso llevar a cabo la remetalización de alquinos utilizando paladio  , un metal con conocida actividad catalítica. Unos meses después de la publicación de Heck y Kassar, describió 15 ejemplos de acoplamiento cruzado de alquinos y haluros de arilo/vinilo a temperatura ambiente y con la adición de yoduro de cobre CuI como cocatalizador [3] .

Condiciones de reacción

Las condiciones de reacción típicas fueron descritas por Sonogashira en un artículo de 1975, que ejemplificaba el doble acoplamiento cruzado de 1,4-diyodobenceno con fenilacetileno , que se desarrollaba con alto rendimiento en presencia de 0,5 mol. % de catalizador de paladio y 1 mol. % de yoduro de cobre en dietilamina . También se describió allí [3] un acoplamiento cruzado doble que implicaba dos átomos de hidrógeno terminales de acetileno .

Mecanismo

En general, se acepta que la reacción de Sonogashira procede a través de un doble ciclo catalítico. El ciclo catalítico de paladio (ciclo A) es similar a los ciclos catalíticos en las reacciones de Suzuki y Heck , y el ciclo catalítico auxiliar de cobre (ciclo B) facilita la transferencia de un grupo acetileno al átomo de paladio. A pesar de que es difícil confirmar experimentalmente el curso de uno u otro ciclo catalítico, el ciclo principal se presenta en forma de tres etapas:

La especie catalítica clave en el ciclo principal es el complejo de paladio(0) (por ejemplo, Pd(PPh 3 ) 2 u otro), que puede introducirse en forma de paladio tetrakis(trifenilfosfina) o generarse in situ a partir del paladio( II) complejo reduciéndolo con un exceso de fosfina o alquino. En el trabajo original de Sonogashira, el catalizador se forma debido al acoplamiento reductor del alquino “de sacrificio” (ciclo B'): dos grupos de acetileno se transfieren al átomo de paladio bajo la acción de una base y cobre, después de lo cual son se elimina con la formación de diacetileno, y se forma un complejo de paladio de baja coordinación [4] .

El ciclo catalítico del paladio comienza con la etapa de adición oxidativa, durante la cual se agrega el haluro de vinilo o el haluro de arilo al catalizador para romper el enlace C-X y formar el complejo de paladio (II). Luego, el complejo agrega un ligando de alquino a través de un paso de remetalización. Este proceso se ve facilitado por el ciclo del cobre cocatalítico, en el que el alquino terminal se convierte en el acetilenuro de cobre (I) correspondiente a través de la formación intermedia de un complejo π con cobre. Finalmente, el último paso de eliminación reductora conduce al producto de reacción [4] .

La reactividad de los haluros en la reacción de Sonogashira se correlaciona con su capacidad para entrar en la adición oxidativa: disminuye de yoduros a cloruros:

[cuatro]

Para yoduros y triflatos y bromuros deficientes en electrones, la adición oxidativa procede rápidamente y el paso limitante de la velocidad es la transmetalización del acetilenuro de cobre, que ocurre más lentamente. En el caso de bromuros y cloruros ricos en electrones, el paso limitante es la adición oxidativa [4] .

Notas

  1. ↑ Lee J. J. Reacciones nominales. Mecanismos de reacción en química orgánica = Nombre Reacciones. Una colección de mecanismos de reacción detallados / Per. De inglés. V. M. Demyanovich. - M. : Binom. Laboratorio del Conocimiento, 2006. - Pág. 323. - ISBN 5-94774-368-X .
  2. ↑ Li, 2009 , pág. 100-102.
  3. ↑ 1 2 3 Li, 2009 , pág. 102-103.
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Li, 2009 , pág. 104-106.

Literatura

obras originales Fuentes en ruso Libros y artículos de revisión.