crosscouplingmethoden

Cross-Coupling-Methoden, auch Cross-Coupling-Reaktionen genannt, sind eine Kernklasse der organischen Synthese, die zwei organische Fragmentreste über eine neue Bindung verbindet. Typischerweise erfolgt die Reaktion durch einen Übergangsmetallkatalysator, wobei ein Halogenalkan oder ein vergleichbares Abgangsteil (Ar–X, vinyl–X) mit einem Reagenz reagiert, das ein nucleophiles Fragment liefert (z. B. Boron- oder Zinkverbindungen, Stannane oder Grignard-Reagenzien).

Zu den bekanntesten Methoden gehören die Suzuki–Miyaura-Kupplung, die Negishi-Kupplung, die Stille-Kupplung, die Kumada-Kupplung, die Heck-Reaktion, die Sonogashira-Kupplung und die Buchwald–Hartwig-Amination. Jede Reaktion verwendet typische Katalysatoren und Basen, unterscheidet sich aber im Organo-Reagenz und dem Typ der neu gebildeten Bindung (hauptsächlich C–C, aber auch C–N, C–O etc.).

Übergangsmetallkatalysatoren, vor allem Palladiumverbindungen mit Bulky-Phosphinliganden, sind Standard; Nickel bietet eine kostengünstigere Alternative. Kupfer wird als Ko-Katalysator oder Reaktorbestandteil in bestimmten Prozessen wie der Sonogashira-Kupplung eingesetzt. Typische Basen reichen von Carbonaten bis zu Hydroxiden, und die Reaktionsbedingungen variieren je nach Substrat, Lösungsmittel und Temperatur. Die Toleranz gegenüber Funktionsgruppen und Feuchtigkeit ist je nach Reaktion verschieden.

Anwendungen finden Cross-Coupling-Methoden in der pharmazeutischen Synthese, der Herstellung von Biaryl-Verbindungen, Naturstoff- und Materialchemie, sowie in der Entwicklung neuer Polymerstrukturen. Jüngste Entwicklungen umfassen Nickel-katalysierte Kreuzkupplungen, photoredox-unterstützte Ansätze und decarboxylative oder C–H-gestützte Varianten, die die Substratverfügbarkeit und Umweltfreundlichkeit verbessern.