Stilleho reakce

Stilleho reakce  je variantou cross-coupling reakce, ve které probíhá reakce aryl-, alkenyl-, alkynyl- a alkylstananů s aryl- nebo alkenylhalogenidy, trifláty (trifluormethylsulfonáty), aryldiazoniovými nebo jodoniovými solemi, katalyzovaná různými Pd( 0) komplexuje, vede k záměně odstupující skupiny - halogenu nebo pseudohalogenu - druhého činidla za substituční radikál stannanu. [1] [2] Reakce našla široké uplatnění v organické syntéze.

X může být buď halogen (Cl, Br, I ) nebo pseudohalogenid ( CF3S03 - triflát ) . [3] [4]

Stilleho reakci objevili v roce 1977 John Kenneth Stille a David Milstein, který byl postdoktorem ve stejné laboratoři. Stilleho reakce byla použita k provedení asi 50 % všech cross-coupling reakcí publikovaných v roce 1992. Reakce se také používá v průmyslových procesech, zejména při syntéze léčiv.

Stilleho reakce byla předmětem několika recenzních publikací. [5] [6] [7]

Obecné informace

Reakce se typicky provádí v atmosféře inertního plynu za použití suchého a odplyněného rozpouštědla , protože atmosférický kyslík může oxidovat palladiový katalyzátor a vyvolat homo-vazbu organokovové sloučeniny, což zase vede ke snížení výtěžku cíle. cross-coupling produkt.

Jako organické sloučeniny cínu mohou být do reakce zavedeny trimethylstannylové nebo tributylstannylové deriváty. Ačkoli trimethylstannylové deriváty jsou reaktivnější než tributylstannylové deriváty, jejich toxicita je také asi 1000krát vyšší než u posledně uvedených. Proto se trimethylstannylové deriváty používají pouze v případě nouze.

Mechanismus reakce

Mechanismus Stilleho reakce je poměrně dobře znám. [8] [9] První proces, který iniciuje spuštění katalytického cyklu , je redukce palladiového katalyzátoru ( 1 ) na aktivní Pd(0) ( 2 ). Oxidační přídavek organického halogenidu ( 3 ) poskytuje cis meziprodukt , který rychle isomerizuje na trans isomer 4 . [9] Transmetalace organickými deriváty cínu ( 5 ) vede ke vzniku meziproduktu 7 . Posledním procesem v tomto katalytickém cyklu je redukční eliminace , jejímž výsledkem je požadovaný produkt cross-coupling ( 8 ) a uvolnění katalyzátoru ( 2 ). Oxidační adice a redukční eliminace probíhá se zachováním stereochemické konfigurace výchozích sloučenin.

Relativní rychlost reakce zahrnující substituované stannany klesá v řadě substituentů:

alkynyl->alkenyl->aryl->allyl-=benzyl->a-alkoxyalkyl->alkyl-

Nevýhodou reakce je nízká reaktivita alkylcínových derivátů. To však lze překonat použitím polárních aprotických rozpouštědel, jako je HMPTA , DMF nebo dioxan jako reakčního média .

V roce 2007 byly provedeny hmotnostní spektrometrické studie reakčních mechanismů, Stille byl studován pomocí speciálního typu hmotnostní spektrometrie, přičemž byla prokázána existence katalytického meziproduktu s nulamocným palladiem Pd(0)(PPh 3 ) 2 , jehož existence byla předpokládána, ale dosud nebyla prokázána přímým experimentem. Byly také nalezeny meziprodukty cyklické transmetalace -Pd(II)-X-Sn-C-. [10] .

Varianty reakce

Pro zvýšení výtěžku se k reakční směsi často přidává chlorid lithný. Toto činidlo stabilizuje meziprodukt vytvořený oxidačním přidáním katalyzátoru, čímž urychluje reakci.

Specifičnost Stilleho reakce může být zlepšena přidáním stechiometrického množství jodidu měďnatého nebo Mn(II) solí. [11] [12] [13]

Bylo ukázáno, že v přítomnosti Cu(I) solí může být palladium na uhlí účinným reakčním katalyzátorem. [14] [15]

Poznámky

  1. ↑ Kosugi, M. a kol. Chem. Listy 1977 , 301.
  2. ↑ Milstein, D.; Stille, JK J. Am. Chem. soc. 1978 , 100 , 3636. ( doi : 10.1021/ja00479a077 )
  3. ↑ Scott, WJ; Crisp, GT; Stille, JK Organic Syntheses , Coll. sv. 8, str. 97 (1993); sv. 68, str. 116 (1990). ( Článek archivován 9. října 2012 na Wayback Machine )
  4. ↑ Stille, JK; Echavarren, A. M.; Williams, R. M.; Hendrix, JA Organic Syntheses , Coll. sv. 9, str. 553 (1998); sv. 71, str. 97 (1993). ( Článek archivován 21. října 2012 na Wayback Machine )
  5. ↑ Stille, JK Angew. Chem. Int. Ed. Angličtina 1986 , 25 , 508-524. ( recenze )
  6. ↑ Farina, V.; Krishnamurthy, V.; Scott, WJ Org. Reagovat. 1998 , 50 , 1-652. ( Recenze  (odkaz dolů) )
  7. ↑ Mitchell, T. N. Synthesis 1992 , 803-815. ( recenze )
  8. ↑ Casado, AL; Espinet, P. Organometallics 1998 , 17 , 954-959.
  9. ↑ 12 Casado , AL; Espinet, P. J. Am. Chem. soc. 1998 , 120 , 8978-8985. ( doi : 10.1021/ja9742388 )
  10. ↑ Mechanismus Stilleovy reakce zkoumaný elektrosprejovou ionizační hmotnostní spektrometrií Leonardo S. Santos, Giovanni B. Rosso, Ronaldo A. Pilli a Marcos N. Eberlin J. Org. Chem. ; 2007 ; 72(15) str. 5809-5812; (Poznámka) doi : 10.1021/jo062512n
  11. ↑ Liebeskind, L.S.; Peña-Cabrera, E. Organic Syntheses , Coll. sv. 10, str. 9 (2004); sv. 77, str. 135 (2000). ( Článek archivován 6. února 2012 na Wayback Machine )
  12. ↑ Farina, V.; Kapadia, S.; Krishnan, B.; Wang, C.; Liebeskind, L.S. J. Org. Chem. 1994 , 59 , 5905.
  13. ↑ Liebeskind, L.S.; Fengl, RW J. Org. Chem. 1990 , 55 , 5359.
  14. ↑ Roth, G.P.; Farina, V.; Liebeskind, L.S.; Peña-Cabrera, E. Tetrahedron Lett. 1995 , 36 , 2191.
  15. ↑ Renaldo, A.F.; Labadie, JW; Stille, JK Organic Syntheses , Coll. sv. 8, str. 268 (1993); sv. 67, str. 86 (1989). ( Článek archivován 6. února 2012 na Wayback Machine )

Viz také

Odkazy