Реакция Соногаширы
Механизм
linkОпора
- Урок 332. Реакция Сузуки и борилирование по Мияуре — сочетать арилгалогениды с борорганикой
- Урок 134. Ацетилениды: кислотность и алкилирование — удлинять цепь алкилированием ацетиленидов
Концевой алкин — довольно сильная C–H-кислота (урок 134), и в присутствии амина медь(I) превращает его в ацетиленид меди. Этот ацетиленид передаёт алкинильную группу палладию, а дальше цикл идёт так же, как в сочетании Сузуки (урок 332). Так арил- и винилгалогениды соединяются с концевыми алкинами в мягких условиях, часто при комнатной температуре.
Как провести сочетание Соногаширы
- Арилиодид (а также арилбромид или винилгалогенид) и концевой алкин \(\ce{HC#CR}\) в присутствии \(\ce{PdCl2(PPh3)2}\), иодида меди(I) и триэтиламина дают \(\ce{Ar-C#C-R}\).
- В палладиевом цикле палладий(0) окислительно присоединяет ArX, получает алкинильную группу от ацетиленида меди (трансметаллирование) и отдаёт продукт при восстановительном элиминировании.
- В медном цикле иодид меди(I) с алкином и амином образует ацетиленид \(\ce{Cu-C#CR}\), а амин связывает выделяющийся HX.
- Если в колбу попадает кислород, медь сдваивает алкин (реакция Глазера), и образуется побочный диин.
- Винилгалогениды сохраняют геометрию двойной связи, поэтому из них получаются енины заданного строения.
Примеры
1. Алкилацетилен. Иодбензол с гекс-1-ином даёт гекс-1-ин-1-илбензол.
2. Винилгалогенид. (Z)-1-Иодгекс-1-ен с пропаргиловым спиртом даёт (Z)-нон-4-ен-2-ин-1-ол: геометрия двойной связи не меняется.
errorКислород мешает реакции
Следы кислорода вместе с медью сдваивают алкин, и вместо продукта сочетания получается диин. Поэтому реакцию ведут в атмосфере азота или аргона.
edit_noteПопробуйте сами
Что даст иодбензол с триметилсилилацетиленом в условиях реакции Соногаширы?
expand_moreПоказать решение
Триметил(фенилэтинил)силан: сочетание идёт по свободному концу алкина.
Защищённый ацетилен и дальнейшие превращения
У ацетилена два концевых атома водорода, и в сочетании Соногаширы он мог бы присоединить арилы с обеих сторон. Чтобы ввести два разных арила, один конец ацетилена закрывают триметилсилильной группой, а после первого сочетания её снимают. Полученные арилацетилены легко превращаются дальше: восстанавливаются в цис-алкены и замыкаются в гетероциклы.
Как ввести ацетилен дважды
- Триметилсилилацетилен \(\ce{Me3Si-C#C-H}\) вступает в сочетание только свободным концом.
- Группу \(\ce{Me3Si}\) снимают карбонатом калия в метаноле или фторидом (TBAF), и получается концевой алкин \(\ce{Ar-C#C-H}\).
- Второе сочетание с другим арилгалогенидом даёт несимметричный диарилацетилен.
- Гидрирование на катализаторе Линдлара (урок 138) превращает арилалкин в Z-алкен, а орто-аминогруппа или орто-гидроксигруппа вместе с тройной связью замыкает индол или бензофуран при катализе медью или палладием.
- Геометрия винильного партнёра сохраняется: окислительное присоединение и восстановительное элиминирование не затрагивают двойную связь.
Примеры
1. Концевой алкин из триметилсилилацетилена. 4-Бромбензальдегид с триметилсилилацетиленом даёт силилированный алкин, а карбонат калия в метаноле снимает силильную группу: образуется 4-этинилбензальдегид.
2. Второе сочетание. 4-Этинилбензальдегид с 2-иодтиофеном даёт несимметричный диарилацетилен — 4-(тиофен-2-илэтинил)бензальдегид.
errorСилильная группа — временная защита
Группа \(\ce{Me3Si}\) закрывает один конец ацетилена только на время первого сочетания. Без неё ацетилен присоединил бы арилы с обеих сторон, и получился бы симметричный диарилацетилен.
edit_noteПопробуйте сами
Зачем после первого сочетания снимают группу \(\ce{Me3Si}\)?
expand_moreПоказать решение
Чтобы освободить концевой атом водорода: только концевой алкин образует ацетиленид меди и вступает во второе сочетание.
push_pinГлавное
Концевой алкин + ArX (или винил–X) + Pd(0) + CuI (сокатализатор) + амин (\(\ce{Et3N}\), \(\ce{iPr2NH}\)) → арилалкин. Медь и амин дают ацетиленид меди, который переносит алкинил на палладий (трансметаллирование); затем восстановительное элиминирование. Условия мягкие; побочная реакция при доступе кислорода — окислительная димеризация алкина (Глазер). Винилгалогениды сохраняют геометрию — получаются енины. Триметилсилилацетилен — ацетилен с одним защищённым концом: сочетание, снятие TMS (\(\ce{K2CO3}\)/MeOH или TBAF), второе сочетание. Продукты превращают дальше: Линдлар → Z-алкены, циклизации с орто-\(\ce{NH2}\) и -OH → индолы и бензофураны.
Закрепите теорию: 8 заданий с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.