Reakcja Stille'a
Reakcja Stille'a – reakcja chemiczna sprzęgania związku cynoorganicznego z halogenkiem organicznym katalizowana przez kompleksy palladu[1][2]. Reakcja ta jest szeroko stosowana w syntezie organicznej. W literaturze często nazywana jest sprzęganiem Stille'a.
Podstawnik X zwykle jest atomem fluorowca (z wyjątkiem samego fluoru), jednakże może on być też pseudohalogenkiem takim jak triflat, CF3SO3-[3][4].
Reakcja Stille'a została odkryta w 1977 przez Johna Kennetha Stille'a i Davida Milsteina i wkrótce później stała się jedną z najczęściej stosowanych reakcji sprzęgania w chemii organicznej, ponadto ma ona duże zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym.
Reakcja powinna być przeprowadzana w atmosferze inertnej (pozbawionej tlenu i wilgoci), przy wykorzystaniu bezwodnych i odgazowanych rozpuszczalników. Stosowanie takich restrykcyjnych warunków spowodowane jest znaczną wrażliwością katalizatora palladowego na obecność tlenu – po utlenieniu kompleks palladu promuje zachodzenie sprzęgania pomiędzy cząsteczkami związku cynoorganicznego, co pogarsza wydajność właściwej reakcji sprzęgania.
Standardowo stosowanymi związkami cyny są trimetylostannyl oraz tributylostannyl. Pomimo, że pierwszy z nich jest znacznie bardziej reaktywny, to należy unikać jego stosowania z uwagi na bardzo wysoką toksyczność (około 1000 razy większej niż w przypadku tributylostannylu).
Spis treści |
Mechanizm reakcji [edytuj]
Mechanizm reakcji Stille'a jest obecnie dobrze zbadany[5][6].
Pierwszym etapem cyklu katalitycznego jest redukcja palladu w katalizatorze 1 ze stopnia utlenienia (II) na (0). W następnym etapie ma miejsce addycja oksydatywna halogenku organicznego 3 do aktywnej postaci katalizatora 2. Powstały produkt przejściowy o konfiguracji cis ulega szybkiej izomeryzacji do formy trans. Reakcja transmetalacji z wykorzystaniem związku cynoorganicznego 5 zachodzi przez produkt przejściowy 7 prowadząc do powstania oczekiwanego produktu 8 i regeneracji katalizatora poprzez reduktywną eliminację. Zarówno addycja oksydatywna jak i reduktywna eliminacja prowadzą do zachowania konfiguracji absolutnej produktu.
Szybkość zachodzenia transmetalacji cyny, w zależności pd szkieletu węglowego jest następująca:
- alkin > alken > aryl > allil = benzyl > α-alkoksyalkil > alkil
Niska reaktywność cynowych pochodnych alkenów może zostać częściowo przezwyciężona poprzez wykorzystanie silnie polarnych rozpuszczalników takich jak dimetyloformamid lub dioksan.
W 2007 reakcja Stille'a była badana za pomocą spektrometrii mas bazującej na technice jonizacji nazywanej eletrorozpylaniem, co pozwoliło na dokonanie pierwszych bezpośrednich obserwacji Pd(0)(PPh3)2 oraz cyklicznych produktów przejściowych pojawiających się w czasie przebiegu reakcji transmetalacji, mających postać -Pd-X-Sn-C-[7].
Modyfikacje reakcji [edytuj]
Dodatek chlorku litu często poprawia wydajność procesu sprzęgania poprzez stabilizację przejściowego kompleksu formowanego na drodze addycji oksydatywnej. Ponadto efektywność i specyficzność reakcji może być polepszona poprzez dodanie stechiometrycznych ilości chlorku miedzi(I) lub soli manganu na stopniu utlenienia(II)[8][9][10][11][12].
Użycie mieszaniny łatwo topliwych pochodnych sacharydów, takich jak mannitol w połączeniu z mocznikiem i solami takimi jak chlorek amonu, prowadzi do znacznego obniżenia toksyczności procesu[13][14].
Zobacz też [edytuj]
Przypisy
- ↑ Kosugi, M. et al. Chem. Letters 1977, 301.
- ↑ Milstein, D.; Stille, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 3636. (DOI:10.1021/ja00479a077)
- ↑ Scott, W. J.; Crisp, G. T.; Stille, J. K. Organic Syntheses, Coll. Vol. 8, p.97 (1993); Vol. 68, p.116 (1990). (Article)
- ↑ Stille, J. K.; Echavarren, A. M.; Williams, R. M.; Hendrix, J. A. Organic Syntheses, Coll. Vol. 9, p.553 (1998); Vol. 71, p.97 (1993). (Article)
- ↑ Casado, A. L.; Espinet, P. Organometallics 1998, 17, 954–959.
- ↑ Casado, A. L.; Espinet, P. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8978–8985. (DOI:10.1021/ja9742388)
- ↑ The Mechanism of the Stille Reaction Investigated by Electrospray Ionization Mass Spectrometry Leonardo S. Santos, Giovanni B. Rosso, Ronaldo A. Pilli, and Marcos N. Eberlin J. Org. Chem.; 2007; 72(15) pp 5809 – 5812; (Note) DOI:10.1021/jo062512n
- ↑ Liebeskind, L. S.; Peña-Cabrera, E. Organic Syntheses, Coll. Vol. 10, p.9 (2004); Vol. 77, p.135 (2000). (Article)
- ↑ Farina, V.; Kapadia, S.; Krishnan, B.; Wang, C.; Liebeskind, L. S. J. Org. Chem. 1994, 59, 5905.
- ↑ Liebeskind, L. S.; Fengl, R. W. J. Org. Chem. 1990, 55, 5359.
- ↑ Roth, G. P.; Farina, V.; Liebeskind, L. S.; Peña-Cabrera, E. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 2191.
- ↑ Renaldo, A. F.; Labadie, J. W.; Stille, J. K. Organic Syntheses, Coll. Vol. 8, p.268 (1993); Vol. 67, p.86 (1989). (Article)
- ↑ Stille Reactions with Tetraalkylstannanes and Phenyltrialkylstannanes in Low Melting Sugar-Urea-Salt MixturesGiovanni Imperato, Rudolf Vasold, Burkhard König Advanced Synthesis & Catalysis Volume 348, Issue 15 , Pages 2243 – 2247 2006 DOI:10.1002/adsc.2006
- ↑ P. Espinet, A. M. Echavarren. The Mechanisms of the Stille Reaction. „Angewandte Chemie International Edition”. 36 (43), s. 4704–4734, 2004. doi:10.1002/anie.200300638.
