Stillen reaktio

Stille-reaktio  on muunnos ristikytkentäreaktiosta, jossa aryyli-, alkenyyli-, alkynyyli- ja alkyylistannaanien reaktio aryyli- tai alkenyylihalogenidien, triflaattien (trifluorimetyylisulfonaattien), aryylidiatsonium- tai jodoniumsuolan kanssa katalysoi erilaisia ​​Pd( 0) komplekseja, johtaa poistuvan ryhmän - halogeenin tai pseudohalogeenin - vaihtoon - toinen reagenssi stannansubstituenttiradikaalille. [1] [2] Reaktio on löytänyt laajan sovelluksen orgaanisessa synteesissä.

X voi olla joko halogeeni (Cl, Br, I ) tai pseudohalogenidi ( CF3S03 - triflaatti ) . [3] [4]

Stillen reaktion löysivät vuonna 1977 John Kenneth Stille ja David Milstein, joka oli postdoc samassa laboratoriossa. Stille-reaktiota käytettiin suorittamaan noin 50 % kaikista vuonna 1992 julkaistuista ristikytkentäreaktioista. Reaktiota käytetään myös teollisissa prosesseissa, erityisesti lääkkeiden synteesissä.

Stillen reaktiosta on julkaistu useita arvostelujulkaisuja. [5] [6] [7]

Yleistä tietoa

Tyypillisesti reaktio suoritetaan inertissä kaasuatmosfäärissä käyttäen kuivaa ja kaasuttomaa liuotinta , koska ilmakehän happi voi hapettaa palladiumkatalyytin ja aiheuttaa organometallisen yhdisteen homoliitoksen, mikä puolestaan ​​johtaa kohteen saannon vähenemiseen. ristikytkentätuote.

Orgaanisina tinayhdisteinä reaktioon voidaan lisätä trimetyylistannyyli- tai tributyylistannyylijohdannaisia. Vaikka trimetyylistannyylijohdannaiset ovat reaktiivisempia kuin tributyylistannyylijohdannaiset, niiden myrkyllisyys on myös noin 1000 kertaa suurempi kuin jälkimmäisten. Siksi trimetyylistannyylijohdannaisia ​​käytetään vain hätätapauksissa.

Reaktiomekanismi

Stillen reaktion mekanismi tunnetaan melko hyvin. [8] [9] Ensimmäinen prosessi, joka käynnistää katalyyttisen syklin , on palladiumkatalyytin ( 1 ) pelkistys aktiiviseksi Pd(0) ( 2 ). Orgaanisen halogenidin ( 3 ) hapettava lisäys antaa cis-välituotteen, joka isomeroituu nopeasti trans-isomeeriksi 4 . [9] Transmetalaatio orgaanisilla tinajohdannaisilla ( 5 ) johtaa välituotteen 7 muodostumiseen . Tämän katalyyttisen syklin viimeinen prosessi on pelkistävä eliminointi , joka johtaa haluttuun ristikytkentätuotteeseen ( 8 ) ja katalyytin vapautumiseen ( 2 ). Oksidatiivinen lisäys ja pelkistävä eliminaatio etenevät siten, että lähtöyhdisteiden stereokemiallinen konfiguraatio säilyy.

Substituoituja stanaaneja sisältävän reaktion suhteellinen nopeus laskee substituenttien sarjassa:

alkynyyli->alkenyyli->aryyli->allyyli-=bentsyyli->a-alkoksialkyyli->alkyyli-

Alkyylitinajohdannaisten alhainen reaktiivisuus on reaktion haittapuoli. Tämä voidaan kuitenkin voittaa käyttämällä polaarisia aproottisia liuottimia, kuten HMPTA :ta , DMF :ää tai dioksaania reaktioväliaineena .

Reaktiomekanismien massaspektrometriset tutkimukset suoritettiin vuonna 2007. Stilleä tutkittiin erityisellä massaspektrometrialla, kun taas katalyyttisen välituotteen olemassaolo nollaarvoisen palladiumin Pd(0)(PPh 3 ) 2 kanssa osoitettiin . joiden olemassaolo oletettiin, mutta sitä ei ole toistaiseksi todistettu suorilla kokeilla. Myös syklisiä transmetalaatiovälituotteita -Pd(II)-X-Sn-C- löydettiin. [10] .

Reaktion muunnelmia

Litiumkloridia lisätään usein reaktioseokseen saannon lisäämiseksi. Tämä reagenssi stabiloi välituotetta, joka muodostuu katalyytin hapettavalla lisäyksellä, ja siten nopeuttaa reaktiota.

Stille-reaktion spesifisyyttä voidaan parantaa lisäämällä stökiömetrinen määrä kuparijodidia tai Mn(II)suoloja. [11] [12] [13]

Osoitettiin, että Cu(I)-suolojen läsnä ollessa palladium hiilellä voi olla tehokas reaktiokatalyytti. [14] [15]

Muistiinpanot

  1. ↑ Kosugi, M. et ai. Chem. Kirjeet 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. Voi. 8, s. 97 (1993); Voi. 68, s. 116 (1990). ( Artikkeli arkistoitu 9. lokakuuta 2012 Wayback Machinessa )
  4. ↑ Stille, JK; Echavarren, A. M.; Williams, R.M.; Hendrix, JA Organic Syntheses , Coll. Voi. 9, s. 553 (1998); Voi. 71, s. 97 (1993). ( Artikkeli arkistoitu 21. lokakuuta 2012 Wayback Machinessa )
  5. ↑ Stille, JK Angew. Chem. Int. Ed. Englanti 1986 , 25 , 508-524. ( Arvostelu )
  6. ↑ Farina, V.; Krishnamurthy, V.; Scott, WJ Org. Reagoi. 1998 , 50 , 1-652. ( Tarkista  (downlink) )
  7. ↑ Mitchell, T. N. Synthesis 1992 , 803-815. ( Arvostelu )
  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. ↑ Sähkösumutusionisaatiomassaspektrometrialla tutkittu Stille-reaktion mekanismi Leonardo S. Santos, Giovanni B. Rosso, Ronaldo A. Pilli ja Marcos N. Eberlin J. Org. Chem. ; 2007 ; 72(15) s. 5809-5812; (Huom.) doi : 10.1021/jo062512n
  11. ↑ Liebeskind, L.S.; Peña-Cabrera, E. Organic Syntheses , Coll. Voi. 10, s. 9 (2004); Voi. 77, s. 135 (2000). ( Artikkeli arkistoitu 6. helmikuuta 2012 Wayback Machinessa )
  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. Voi. 8, s. 268 (1993); Voi. 67, s. 86 (1989). ( Artikkeli arkistoitu 6. helmikuuta 2012 Wayback Machinessa )

Katso myös

Linkit