Heckreactie

De Heckreactie, ook bekend als de Mizoroki–Heck-reactie, is een palladium-gebaseerde cross-couplingreactie tussen aryl- of vinylhalogeniden (of aryl- en vinyltriflaten) en alkenen, die leidt tot de vorming van onverzadigde koolstof-koolstofbindingen. De ontwikkeling vond plaats in de vroege jaren zeventig door Tsutomu Mizoroki en door Richard F. Heck. Voor deze ontdekkingen ontvingen Heck, Mizoroki en Suzuki in 2010 de Nobelprijs voor Scheikunde. De reactie is een van de belangrijkste methoden in de synthetische organische chemie.

Mechanisme: De reactie verloopt via een Pd(0)/ Pd(II)-cyclus. Oxidatieve additie van het aryl- of vinylhalogeen aan Pd(0) vormt een Pd(II)-complex. Het alkeen coordineert aan het palladium en ondergaat migratoire insertie, wat leidt tot een Pd(II)-alkylcomplex. Beta-hydride-eliminatie levert het gevormde alkeen en Pd-H op. Een basische remineraliseert Pd(0) en sluit de cyclus. Het ligandsysteem regelt de regio- en stereoselectiviteit; doorgaans worden trans-olefinen gevormd, afhankelijk van substituenten en condities.

Substraten en scope: Aryl- en vinylhalogeniden (Cl, Br, I) en triflaten kunnen worden gekoppeld aan een breed scala aan alkenen, zoals styrenen, acrylaten en heteroaromatische alkenen. De reactie toont een hoge tolerantie voor functionele groepen en werkt met uiteenlopende substituenten. Varianten maken gebruik van verschillende liganden, oplosmiddelen en basissen en worden veel toegepast in de synthese van complexe organische moleculen.

Impact en betekenis: De Heckreactie is een fundamentele bouwsteen in de organische synthese, veel gebruikt bij de vervaardiging van farmaceutische kandidaatstoffen, natuurlijke producten en polyolefine-materialen. Verder onderzoek richt zich op asymmetrische toepassingen, lichtere katalysatoren en verbeterde condities.