Reacție de cuplare
O reacție de cuplare este o reacție organică în urma căreia două molecule sau fragmente moleculare se leagă și este de obicei catalizată de un catalizator metalic.[1] Există homo-cuplări și hetero-cuplări (cuplări încrucișate). Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi și Akira Suzuki au primit Premiul Nobel pentru Chimie în anul 2010 pentru dezvoltarea unor reacții de cuplare încrucișată catalizate de paladiu.[2][3]
De cele mai multe ori, o reacție de cuplare presupune reacția unui compus organometalic de tipul R-M (R = rest organic, M = grupă principală) cu un compus halogenat de tipul R'-X, când se formează produsul R-R' prin crearea unei noi legături carbon-carbon:[4]
Tipuri
[modificare | modificare sursă]Homo-cuplări
[modificare | modificare sursă]În homo-cuplări se combină două fragmente identice. Unul dintre cele mai cunoscute exemple este reacția Ullmann de conversie a bromobenzenului în bifenil:
| Reacție | An | Reactant A | Reactant B | Metale | Note | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Reacție Wurtz | 1855 | R-X | sp3 | R-X | sp3 | Na ca agent reducător | |
| Cuplare pinacolică | 1859 | R-HC=O sau R(C=O)R2 | R-HC=O sau R(C=O)R2 | variate | necesită donor de protoni | ||
| Cuplare Glaser | 1869 | RC≡CH | sp | RC≡CH | sp | Cu | O2 ca acceptor de protoni |
| Reacție Ullmann | 1901 | Ar-X | sp2 | Ar-X | sp2 | Cu | temperaturi ridicate |
Hetero-cuplări
[modificare | modificare sursă]Un alt tip, mult mai comun, este reacția de cuplare încrucișată (hetero-cuplare), în care se combină două fragmente diferite.[5][6]
Unul dintre cele mai cunoscute exemple este reacția Heck de cuplare a unei alchene cu o halogenură de aril:
| Reacție | An | Reactant A | Reactant B | Catalizator | Note | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Reacție Grignard | 1900 | R-MgBr | sp, sp2, sp3 | R-HC=O or R(C=O)R2 | sp2 | nu are catalizator | |
| Reacție Gomberg-Bachmann | 1924 | Ar-H | sp2 | Ar'-N2+X- | sp2 | nu are catalizator | |
| Cuplare Cadiot-Chodkiewicz | 1957 | RC≡CH | sp | RC≡CX | sp | Cu | necesită o bază |
| Cuplare Castro-Stephens | 1963 | RC≡CH | sp | Ar-X | sp2 | Cu | |
| Sinteză Corey–House | 1967 | R2CuLi sau RMgX | sp3 | R-X | sp2, sp3 | Cu | versiunea catalizată de Cu (Kochi, 1971) |
| Reacție Cassar | 1970 | alchenă | sp2 | R-X | sp3 | Pd | necesită o bază |
| Cuplare Kumada | 1972 | Ar-MgBr | sp2, sp3 | Ar-X | sp2 | Pd sau Ni or Fe | |
| Reacție Heck | 1972 | alchenă | sp2 | Ar-X | sp2 | Pd sau Ni | necesită o bază |
| Cuplare Sonogashira | 1975 | RC≡CH | sp | R-X | sp3 sp2 | Pd și Cu | necesită o bază |
| Cuplare Negishi | 1977 | R-Zn-X | sp3, sp2, sp | R-X | sp3 sp2 | Pd sau Ni | |
| Cuplare Stille | 1978 | R-SnR3 | sp3, sp2, sp | R-X | sp3 sp2 | Pd | |
| Reacție Suzuki | 1979 | R-B(OR)2 | sp2 | R-X | sp3 sp2 | Pd sau Ni | necesită o bază |
| Cuplare Hiyama | 1988 | R-SiR3 | sp2 | R-X | sp3 sp2 | Pd | necesită o bază |
| Reacție Buchwald-Hartwig | 1994 | R2N-H | sp3 | R-X | sp2 | Pd | cuplare N-C |
| Cuplare Fukuyama | 1998 | R-Zn-I | sp3 | RCO(SEt) | sp2 | Pd sau Ni[7] | |
| Cuplare Liebeskind–Srogl | 2000 | R-B(OR)2 | sp3, sp2 | RCO(SEt) Ar-SMe | sp2 | Pd | necesită CuTC |
Aplicații
[modificare | modificare sursă]Reacții de cuplare sunt adesea utilizate în industria farmaceutică, pentru prepararea substanțelor medicamentoase.[6] De asemenea, polimerii conjugați sunt preparați tot prin aceste metode.[8]
Note
[modificare | modificare sursă]- ^ Dicționar de chimie John Daintith, traducere de Mihaela Rudeanu și Lia Cojocaru; ediția a VI-a, Editura All, 2010, București; pag. 146, ISBN 978-973-684-725-7
- ^ „The Nobel Prize in Chemistry 2010 - Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi, Akira Suzuki”. NobelPrize.org. . Accesat în .
- ^ Johansson Seechurn, Carin C. C.; Kitching, Matthew O.; Colacot, Thomas J.; Snieckus, Victor (). „Palladium-Catalyzed Cross-Coupling: A Historical Contextual Perspective to the 2010 Nobel Prize”. Angewandte Chemie International Edition. 51 (21): 5062–5085. doi:10.1002/anie.201107017. PMID 22573393.
- ^ Organic Synthesis using Transition Metals Rod Bates ISBN: 978-1-84127-107-1
- ^ New Trends in Cross-Coupling: Theory and Applications Thomas Colacot (Editor) 2014 ISBN: 978-1-84973-896-5
- ^ a b King, A. O.; Yasuda, N. „Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions in the Synthesis of Pharmaceuticals”. Organometallics in Process Chemistry. Heidelberg: Springer. p. 205-245. doi:10.1007/b94551.
- ^ Nielsen, Daniel K.; Huang, Chung-Yang (Dennis); Doyle, Abigail G. (). „Directed Nickel-Catalyzed Negishi Cross Coupling of Alkyl Aziridines”. Journal of the American Chemical Society. 135 (36): 13605–13609. doi:10.1021/ja4076716. ISSN 0002-7863. PMID 23961769.
- ^ Hartwig, J. F. (). Organotransition Metal Chemistry, from Bonding to Catalysis. New York: University Science Books. ISBN 1-891389-53-X.
