Carbonylkopplingar

Carbonylkopplingar är en grupp kemiska reaktioner där karbonylföreningar deltar i bildandet av nya kovalenta bindningar mellan organiska fragment. Reaktionerna används för att sammanfoga byggstenar och ofta för att skapa nya C–C-binder samtidigt som karbonylinnehållet bevaras eller omvandlas till andra funktionella grupper. De inkluderar klassiska reduktiva samkoppplingsvägar, karbonylations- och decarbonylativa vägar samt karbonylationsinducerade cross-couplings som använder koldioxid, kolmonoxid eller CO-intern som reagens.

Historiskt är två välkända exempel McMurry-koppling och Tishchenko-reaktionen. McMurry-kopplingen sammanfogar två aldehyder eller ketoner till alken genom reduktion med lågoxidationsstånd i närvaro av titanbaserade reagenser. Tishchenko-reaktionen omvandlar två aldehyder till etester via alkoxider och är ett exempel på aldehyldisproportionering som ger ny C–C-koppling.

Samtida karbonylkopplingar omfattar carbonylation, där kolmonoxid införs i en metallkatalyserad cross-coupling för att bilda ketoner, ester- eller alkoholliknande produkter, samt decarbonylativa kopplingar där CO lämnas eller elimineras för att skapa nya aryl- eller alkyl-kontakter utan karbonylinnehåll. Dessa vägar används ofta i synte­sen för att sätta samman komplexa molekyler på ett kontrollerat sätt.

Gemensamt för de flesta karbonylkopplingar är användningen av transition metals-katalysatorer (t.ex. palladium, nickel, ibland kobber eller järn) och ofta specialkatalysatorer eller faser där CO hanteras säkert. Reaktionerna har bred användning inom läkemedelsforskning, materialvetenskap och industriell syntes, men de kräver noggrann val av reaktantserier och arbetsförhållanden på grund av känslighet mot funktionella grupper och CO-säkerhet.