Sonogashirakoppelingen

Sonogashirakoppelingen zijn een veelgebruikte palladiumkatalysegeregelde cross‑koppeling tussen een terminale alkyn en een aryl- of vinylhalogenide, vaak met koper(I) iodide als co‑katalysator en een base in organische oplosmiddelen. De reactie werd in 1975 ontwikkeld door Kenkichi Sonogashira en collega’s aan de Universiteit van Tokio en is sindsdien een standaard techniek in de synthese van geconjugeerde koolstof-koolstofbindingen.

Mechanisme en karakteristieken: de reactiegeschiedenis omvat oxidatieve additie van Pd(0) in een aryl- of vinylhalogenide, followed by vorming van een koperacetylenide en transmetallatie naar de palladiumroute, gevolgd door reductieve eliminatie om het gevraagde aryl/vinyl–alkynproduct te geven. Het koperco-katalysator versnelt de transmetalatie en stabiliseert tussenstappen, maar kan ook bij ernstige gevallen leiden tot bijproducten door homocoupling van alkynen (Glaser-type koppelingen).

Typische voorwaarden: gebruikelijke katalysatoren zijn palladium(II)complexen zoals Pd(PPh3)2Cl2 of Pd(PPh3)4, meestal in combinatie met CuI als co-katalysator. Een base is nodig, vaak een amine of hinderloze amineachtige base zoals diisopropylethylamine, triethylamine of piperidine. Oplosmiddelen variëren van THF, DMF tot toluene; de reactie kan plaatsvinden bij kamertemperatuur tot verhitten, afhankelijk van de substituenten. Er bestaan ook kopervrije varianten die speciale ligandsystemen gebruiken om bijproductvorming te verminderen.

Toepassingen en varianten: Sonogashira koppelingen worden veel toegepast bij de synthese van geconjugeerde aryl- en vinylalkynen, bi- en polyconjugaten, natuurlijke producten en materialen zoals polymeren en zaagselachtige verbindingen. Er zijn coppervrije en heterogene katalytische versies ontwikkeld om gevoeligheden en nevenreacties te verminderen.

Geschiedenis en belang: de methode vestigde zich snel als een fundamenteel gereedschap in de synthetische chemie vanwege zijn breed toepassingsgebied en relatief robuuste verloop, waardoor complexe moleculen met alkynverbindingen efficiënt kunnen worden opgebouwd.