Ugrás a tartalomra
Merck
KezdőlapKeresztkapcsolásTPGS-750-M: Második generációs amfifil

TPGS-750-M: Második generációs amfifil

tpgsv1

Keresztkapcsolások vízben

A szerves oldószer helyett az átmeneti fémek által katalizált keresztkapcsolási kémia vízben történő végrehajtása számos potenciális előnnyel jár a költségek, a környezeti hatások, a biztonság és a szennyeződésprofilok tekintetében. A kémiai folyamatok "zöldségének" egyre nagyobb hangsúlyozása tovább ösztönözte a közelmúltbeli fejlesztéseket ezen a területen. A vízben történő reakciók megvalósításának tényleges módja azonban, különösen szobahőmérsékleten és vízben nem oldódó szerves szubsztrátumok esetében, nem mindig volt egyértelmű. Az egyik megoldás, amelyet az átmenetifém-katalizált folyamatok széles skálájára alkalmaztak, a vízben kis mennyiségű nanomicella-képző amfifil használata, amely lipofil közeget biztosít, ahol keresztkapcsolási reakciók játszódhatnak le.1,2

Micellás katalízis

A 2008-ban kezdődően a Professzor Bruce Lipshutz egy sor olyan publikációt tett közzé, amelyek a felületaktív anyagokkal támogatott, átmeneti fémek által katalizált kémia életképességét mutatták be vízben, szobahőmérsékleten. Különböző kereskedelmi forgalomban kapható tenzidek felhasználásával számos palládium- és ruténium-katalizált folyamatot találtak alkalmasnak enyhe, szobahőmérsékletű reakciókra vízben. A termékek a vizes fázisból standard extrakciós eljárásokkal és nagy izolált hozammal nyerhetők ki.2,3

Egy második generációs amfifil: TPGS-750-M

Lipshutz és munkatársai nemrégiben kifejlesztettek egy második generációs technológiát az eredeti PTS-t lehetővé tevő felületaktív anyagukhoz, amely a TPGS-750-M polioxietanil-α-tokoferil-szukcinát származékon alapul. Ez a designer felületaktív anyag egy lipofil α-tokoferol részből és egy hidrofil PEG-750-M láncból áll, amelyet egy olcsó borostyánkősav linker köt össze. Vízben való oldódáskor az amfifil spontán micellákat képez. A TPGS-750-M lipofil és hidrofil összetevőinek egyensúlyát és összetételét úgy alakítottuk ki, hogy a PTS-nél tapasztaltnál hatékonyabban elősegítse a vízben történő szélesebb körű kémiai reakciót. Továbbá ez az új, praktikusabb felületaktív anyag könnyen helyettesíthető a régebbi amfifilekkel, általában azonos vagy nagyobb hatékonysággal mind a hozam, mind a reakcióidő tekintetében.1,2

ts-tpgs-750-m-fig2-strux

Olefin-metatézis

A második generációs Grubbs-katalizátor (2 mol%) alkalmazásával különböző lipofil szubsztrátokon sikeresen végzünk gyűrűzáró vagy kereszt-metatézist vízben, szobahőmérsékleten, a kívánt termékek nagy izolált hozamának előállítása érdekében. A reakciókat 2,5% TPGS-750-M/vízben végeztük el, a különböző más felületaktív anyag-víz kombinációkkal végzett reakciókhoz képest azonos vagy valamivel jobb hozamokkal.1

ts-tpgs-750-m-fig3_olefin

Pd-katalizált keresztkapcsolási reakciók

Egy sor széles körben használt palládium-katalizált keresztkapcsolási reakciót lehet mostantól enyhe, szobahőmérsékletű körülmények között, vízben, TPGS-750-M és válogatott, kereskedelmi forgalomban kapható palládium-komplexek és ligandumok segítségével elvégezni. Ezek az átalakulások, beleértve a Suzuki-Miyaura, Sonogashira, Buchwald-Hartwig aminálást és Heck-kapcsolást, a legelterjedtebb kötésképző reakciók közé tartoznak mind ipari, mind tudományos szempontból.1

ts-tpgs-750-m-fig4_Pd

Hasonlóképpen, az operatívan egyszerű Suzuki-Miyaura-reakció micelláris katalízis és bisz(di-tert-butilfoszfinó)-ferrocén-palládium-klorid-komplex alkalmazásával szobahőmérsékleten, trietil-amin bázist használva, hozzáférést biztosít a sterikusan zsúfolt szubsztrátokhoz.

A Sonogashira-reakció és a Buchwald-Hartwig-aminálások is elvégezhetők vízben a TPGS-750-M-gyel, előbbi esetében a palládium-klorid/X-Phos kombinációt, utóbbi esetében az allyl-palládium-klorid/cBRIDP kombinációt használva.1

A Sonogashira-reakció és a Buchwald-Hartwig-aminálások is elvégezhetők vízben a TPGS-750-M-mel.
ts-tpgs-750-m-fig5_sonogashira

A Heck-keresztkapcsolások aril-jodidokkal sikeresen elvégezhetők Pd[P(t-Bu)3]2 -t mint palládiumforrást használva, TPGS-750-M (5 tömegszázalék) tartalmú vizes környezetben, elkerülve a Heck-reakciókhoz általában kapcsolódó magas hőmérséklet szükségességét.

Az aril- és alkil-halogenidek közötti cink-közvetített Negishi-szerű kapcsolások vizes TPGS-750-M-ben végezhetők. Ilyen körülmények között a nagy nedvességérzékenységű szerves cink-halogenidek in situ alkil-halogenidből és cinkporból képződnek, majd palládium-katalízis mellett reagálnak egy aril-halogeniddel. Egy felületaktív anyag és az RZnX stabilizáló ligandum, például tetrametil-etiléndiamin (TMEDA) segítségével ez az egész folyamat vízben zajlik, és különböző primer és szekunder alkil-szubsztituált aromás vegyületekhez vezet. A katalizátor megválasztása döntő fontosságú a reakció sikere szempontjából; a Pd(Amphos)Cl2 optimális katalizátornak bizonyult.1

ts-tpgs-750-m-fig6_negishi

C-H aktiválási reakciók

A kationos palládium sztöchiometrikus oxidálószerrel, benzokinonnal és ezüst-nitráttal kombinálva sikeresen katalizálja ortho különböző aril-acetamidok funkcionalizálását vízben szobahőmérsékleten ezzel az amfifillel.1

ts-tpgs-750-m-fig7_C-H

A TPGS-750-M használatával végzett eljárások megtekintéséhez kérjük, kattintson ide.

.

Anyagok
Loading

Hivatkozások

1.
Lipshutz BH, Ghorai S, Abela AR, Moser R, Nishikata T, Duplais C, Krasovskiy A, Gaston RD, Gadwood RC. 2011. TPGS-750-M: A Second-Generation Amphiphile for Metal-Catalyzed Cross-Couplings in Water at Room Temperature. J. Org. Chem.. 76(11):4379-4391. https://doi.org/10.1021/jo101974u
2.
Lipshutz BH, Ghorai S. 2012. "Designer"-Surfactant-Enabled Cross-Couplings in Water at Room Temperature. Aldrichimica Acta. 45(1):3-16.
3.
Lipshutz BH, Ghorai S. 2008. Transition-Metal-Catalyzed Cross-Couplings Going Green: in Water at Room Temperature. Aldrichimica Acta. 41(3):59-72.
A folytatáshoz jelentkezzen be

Az olvasás folytatásához jelentkezzen be vagy hozzon létre egy felhasználói fiókot.

Még nem rendelkezik fiókkal?