Chemicy ze Szwajcarii i Japonii opracowali reakcję sprzęgania krzyżowego organicznych związków sodu z halogenkami alkilowymi. Najpierw nauczyli się, jak otrzymywać produkty dimeryzacji organicznych związków sodu w obecności katalizatora żelazowego, a następnie zoptymalizowali reakcję sprzęgania krzyżowego. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature Synthesis.
2 kwietnia przypada Światowy Dzień Świadomości Autyzmu, dlatego dziś w wiadomościach N+1 pojawiły się ilustracje uczniów „Anton jest tutaj”. Ta fundacja charytatywna pomaga osobom z zaburzeniami ze spektrum autyzmu w Rosji od ponad dziesięciu lat.
Związki sodowo-organiczne są rzadko stosowane. Wynika to z ich dużej reaktywności, co utrudnia ich pozyskiwanie i przechowywanie. Ponadto są słabo rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych i po prostu niestabilne w rozpuszczalnikach koordynujących.
Niemniej jednak, już w XIX wieku chemicy Charles Adolf Würz i Wilhelm Rudolph Fittig odkryli kilka reakcji łączenia halogenków arylowych i halogenków alkilowych w obecności nadmiaru metalicznego sodu. Obecnie reakcje te nie są stosowane, ponieważ nie są selektywne i działają jedynie w przypadku specjalnie wyselekcjonowanych substratów.
Jednak teraz chemicy pod kierownictwem Evy Hevii z Uniwersytetu w Bernie i Sobi Asako z Instytutu Badań Fizycznych i Chemicznych RIKEN nauczyli się wykorzystywać organiczne związki sodu do katalitycznego sprzęgania krzyżowego.
Aby sprawdzić, czy taka reakcja może zajść, chemicy wzięli wcześniej przygotowaną pochodną arylosodową i zmieszali ją z acetyloacetonianem żelaza w obecności nadtlenku di-tert-butylu. Okazało się, że w tych warunkach związek arylosodowy dimeryzuje, tworząc biaryl. Naukowcy odkryli zatem, że kompleks żelaza może katalizować homosprzęganie organicznych związków sodu.
Następnie naukowcy próbowali przeprowadzić reakcję krzyżowej kombinacji. Zmieszali tę samą pochodną arylo-sodową, kompleks żelaza i bromek cykloheksylu, aby uzyskać produkt połączenia fragmentów arylowych i cykloheksylowych. Zamiast tego, ponownie powstał produkt dimeryzacji.
Aby rozwiązać ten problem, chemicy przeprowadzili szereg reakcji w obecności różnych dodatków koordynujących, zdolnych do reakcji z organiczną pochodną sodu i zmiany jej reaktywności. Okazało się, że produkt reakcji sprzęgania krzyżowego powstawał z wydajnością 41% w obecności tetrametyloetylenodiaminy. Dzięki dodatkowemu doborowi warunków, naukowcy osiągnęli wydajność na poziomie 82%.
Chemicy wykazali zatem, że dawno odkrytą reakcję Wurtza-Fittiga można przeprowadzić w wersji katalitycznej bez użycia nadmiaru metalicznego sodu. Co więcej, zarówno pierwszorzędowe, jak i drugorzędowe bromki alkilowe weszły do niej, a chronione grupy alkoholowe i trzeciorzędowe grupy aminowe w odczynnikach nie zakłócały jej przebiegu.
Niedawno rozmawialiśmy o tym, w jaki sposób kompleks żelaza katalizuje reakcję Suzuki.
