Reacció d'acoblament

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

Un reacció de acoblament (en anglès: Coupling reaction) en química orgànica és un terme que s'aplica a totes aquelles reaccions químiques en les que dos fragments d'hidrocarburs s'uneixen o s'enllacen per formar una sola molècula, amb k'ajut d'un catalitzador metàl·lic.[1] Representen un tipus de reaccions molt important en síntesi orgànica, car permeten crear enllaços carboni-carboni o carboni-heteroàtom.[2]

En un exemple important d'aquest tipus de reaccions, un grup principal d'un compost organometàl·lic del tipus R-M (R = fragment orgànic, M = centre del grup principal) reacciona amb un halur orgànic del tipus R'X amb la formació d'un nou enllaç carboni-carboni per donar el producto R-R'.[3]

R-M \ + \ R'-X \ \to R-R' \ + \ M-X

Les contribucions a l'estudi de les reaccions d'acoblament d'Ei-ichi Negishi i Akira Suzuki van ser reconegudes amb el Premi Nobel de Química 2010, que va ser compartit amb Richard F. Heck.[4]

Classes de reaccions d'acoblament[modifica | modifica el codi]

A grans trets, es reconeixen dos tipus de reaccions d'acoblament:

  • Acoblaments creuats que agrupen reaccions entre dos compostos diferents, per exemple el bromobenzè (PhBr) i el clorur de vinil reaccionen per donar estirè (PhCH=CH2).
  • Homoacoblaments en la que se acoblen o enllacen dos fragments iguals, per exemple, la conversió de iodebenzè (Ph-I) en bifenil (Ph-Ph).

Mecanisme de reacció[modifica | modifica el codi]

El mecanisme de reacció generalment comença amb una addició oxidativa d'un halur orgànic amb el catalitzador. Posteriorment, el segon fragment pateix transmetal·lació, cosa que situa ambdòs candidats al'acoblament sobre el mateix centre metàl·lic. El pas final és una eliminació reductiva dels dos fragments d'acoblament per regenerar el catalitzador i donar el producte orgànic que es desitja.[5]

El catalitzador metàl·lic més estès és pal·ladi, però alguns processos sovint usen níquel i coure. El grup sortint X en el compost orgànic sol ser bromur iodur o triflat. Els grups sortints ideals són els clorurs, ja que són més econòmics que els altres. Els metalls del grup principal en el compost organometàl·lic sol ser estany, zinc, o bor. Aquestes reaccions s'han de fer amb l'estricta exclusió de l'aigua. És possible fer-les en solucions aquoses quan es fan basades en compostos de pal·ladi. En general, l'oxigen de l'aire té més capacitat d'alterar les reaccions d'acoblament.

Tipus d'acoblament[modifica | modifica el codi]

Algunes reaccions d'acoblament són (llista no exhaustiva):

Reacció any Reactiu A Reactiu B Homo/Creuat Catalitzador Observacions
Reacció de Wurtz 1855 R-X sp³ R-X sp³ homo Na
Acoblament de Glaser 1869 RC≡CH sp RC≡CH sp homo Cu O2 com acceptor de H
Reacció de Ullmann 1901 Ar-X sp² Ar-X sp² homo Cu Alta temperatura
Reacció de Gomberg-Bachmann 1924 Ar-H sp² Ar-N2X sp² homo Requereix una base
Acoblament de Cadiot-Chodkiewicz 1957 RC≡CH sp RC≡CX sp creuat Cu Requereix una base
Acoblamnt de Castro-Stephens 1963 RC≡CH sp Ar-X sp² creuat Cu
Acoblament per Reactiu de Gilman 1967 R2CuLi R-X creuat
Reacció de Cassar 1970 Alquè sp² R-X sp³ creuat Pd Requereix una base
Acoblament de Kumada 1972 Ar-MgBr sp², sp³ Ar-X sp² creuat Pd o Ni
Reacció de Heck 1972 alkene sp² R-X sp² cruzado Pd Requereix una base
Acoblament de Sonogashira 1975 RC≡CH sp R-X sp³ sp² creuat Pd yCu Requereix una base
Acoblament de Negishi 1977 R-Zn-X sp³, sp², sp R-X sp³ sp² creuat Pd o Ni
Acoblament creuat d'Stille 1978 R-SnR3 sp³, sp², sp R-X sp³ sp² creuat Pd
Reacció de Suzuki 1979 R-B(OR)2 sp² R-X sp³ sp² creuat Pd Requereix una base
Acoblament de Hiyama 1988 R-SiR3 sp² R-X sp³ sp² creuat Pd Requereix una base
Reacció de Buchwald-Hartwig 1994 R2N-R SnR3 sp R-X sp² creuat Pd Acoblament N-C, amina lliure de sgona generació
Acoblament de Fukuyama 1998 RCO(SEt) sp2 R-Zn-I sp3 creuat Pd
Resum de las reaccions d'acoblament.

Aplicacions[modifica | modifica el codi]

Moltes reaccions d'acoblament s'apliquen en la indústria farmacèutica[6] i en els materials orgànics conjugats.[7]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. Reacccions d'acoblament C-C en Química Fina. En: Catálisis Homogénea en Química Fina y Polímeros. Mecanismos de reacción. Universidad de Valladolid.
  2. Reaccions d'acoblament en medi aquòs catalitzades por complexes oxima-paladacicle. Tesi doctoral de Luis Botella Segura. Universitat d'Alacant
  3. Organic Synthesis using Transition Metals Rod Bates ISBN 978-1-84127-107-1
  4. «The Nobel Prize in Chemistry 2010 - Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi, Akira Suzuki», 06-10-2010. [Consulta: 06-10-2010].
  5. Hartwig, J. F. Organotransition Metal Chemistry, from Bonding to Catalysis; University Science Books: New York, 2010. ISBN 1-891389-53-X
  6. R.H. Crabtree, The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 4th Ed.
  7. Organotransition Metal Chemistry: From Bonding to Catalysis John Hartwig