Хіміки з Великобританії виявили, що комплекси заліза з N-гетероциклічними карбенами можуть каталізувати крос-сполучення Судзукі. При цьому реагентами виступали ефіри ароматичних боронових кислот та арилхлориди, а в результаті реакції утворювалися заміщені біарили. Дослідження опубліковано в журналі Nature Synthesis.
Реакція Судзукі дозволяє створювати зв'язок вуглець-вуглець між двома органічними молекулами – бороновою кислотою та галогенідом. Каталізують крос-поєднання різні комплекси паладію (0) з фосфінами, N-гетероциклічними карбенами та іншими лігандами. У 2010 році японська хіміка Акіра Судзукі отримав Нобелівську премію за відкриття цієї реакції.
Кілька років тому хіміки під керівництвом Робіна Бедфорда (Robin B. Bedford) з університету Брістоль вирішили з'ясувати, чи можна проводити реакцію Судзукі з більш дешевими каталізаторами на основі заліза. У 2018 році вони виявили, що це можливо – у присутності карбенового комплексу заліза арилгалогеніди реагували з ефірами боронових кислот із утворенням продукту крос-сполучення. Але в реакцію вступали лише арилгалогеніди, що містять спрямовуючу групу в сусідньому з галогеном положенні.
А нещодавно ті ж вчені виявили, що якщо ретельно підібрати умови реакції, то спрямовуюча група виявиться непотрібною. Реакцію хіміки проводили так: вони змішували арилхлорид, ефір боронової кислоти, бромід магнію, метилмагнійбромід, бромід заліза (+3) та джерело карбенового ліганду в суміші діоксану та 2-метилтетрагідрофурану. Потім вчені нагрівали суміш протягом кількох годин при 100 градусах Цельсія і отримували на виході продукт крос-поєднання. Як зазначають хіміки, у більшості експериментів побічно утворювався продукт гомосполучення молекул боронового ефіру, який доводилося відокремлювати хроматографією.
Далі вчені показали, що їхня реакція працює з різноманітними борпохідними та арилхлоридами, а вихід перетворення в деяких випадках досягає 90 відсотків. Але якщо один із вихідних містив карбонільну групу або незаміщену аміногрупу, потрібний продукт не утворювався.
Так, хіміки виявили новий метод проведення реакції Судзуки з використанням залізного каталізатора. Який саме комплекс виступає каталітично активною часткою, дослідники поки що не з'ясували. Але вони припускають, що на першій стадії реакції залізо відновлюється до ступеня окиснення +1, а потім окисно приєднує арилхлорид.
Раніше ми розповідали про те, як за допомогою модифікації реакції судзуки хіміки навчилися отримувати діаріламіни.