Hispanopedia WikiEl acoplamiento cruzado de electrófilos ( XEC o a veces CEC ) [ 1 ] es un tipo de reacción de acoplamiento cruzado que ocurre entre dos electrófilos. A menudo es catalizado por uno o más catalizadores de metales de transición . A diferencia de las reacciones de acoplamiento cruzado convencionales de un electrófilo con un reactivo organometálico , [ 2 ] los socios de acoplamiento en las reacciones de acoplamiento cruzado de electrófilos son ambos electrófilos. [ 3 ] Generalmente, se necesita un reductor adicional para regenerar el catalizador activo en esta reacción.
Selectividad cruzada
La dimerización reductiva de electrófilos se conoce desde hace mucho tiempo ( reacción de Wurtz , reacción de Ullman , etc.), [ 4 ] [ 5 ] Existen pocos métodos para lograr selectividad cruzada.
Utilizando un exceso de un reactivo
El uso de una cantidad excesiva de un reactivo puede proporcionar rendimientos sintéticamente útiles del producto de acoplamiento cruzado cuando los reactivos de partida tienen reactividad similar (por ejemplo, acoplamiento entre dos haluros de alquilo). Esta estrategia se ha utilizado con un catalizador de Ni y zinc como reductor. [ 6 ] La dimerización del haluro de alquilo más reactivo fue el principal subproducto.
También se ha logrado el acoplamiento cruzado de electrófilos alquilo-alquilo (Csp3-Csp3) mediante catálisis metalofotoredox. [ 7 ] En este caso, se utilizaron electrófilos de alquilo pequeños en exceso. El tris(trimetilsilil)silanol puede emplearse como agente de abstracción de halógenos en combinación con fotocatálisis redox y catálisis de níquel.
Adición oxidativa secuencial
En los casos en que dos electrófilos tienen reactividades diferentes, esta diferencia puede utilizarse para lograr una alta selectividad en el producto de reacción.
Por ejemplo, los haluros de arilo y los haluros de alquilo se pueden diferenciar por las tendencias de reactividad de dos electrófilos, ya sea que prefieran la vía heterolítica u homolítica. [ 8 ] [ 9 ] A través de estudios mecanísticos detallados, se reveló el origen de la alta selectividad : los haluros de arilo realizan una adición oxidativa más rápida al centro de Ni(0) que los haluros de alquilo; sin embargo, los haluros de alquilo forman radicales cuando reaccionan con el centro de níquel. La catálisis comienza con la adición oxidativa de un haluro de arilo a Ni(0). La especie Ni(II) resultante reacciona con un radical alquilo generado a partir de haluros de alquilo para formar un intermedio de diorganoníquel(III) que puede sufrir una eliminación reductiva del producto de acoplamiento cruzado. La reducción de Ni(II) a Ni(0) por Mn cierra el ciclo catalítico.
Se logró el acoplamiento cruzado reductivo de dos (pseudo)haluros de arilo diferentes. El uso de dos metales diferentes (Ni y Pd) fue esencial para la selectividad cruzada observada entre dos reactivos químicamente similares. Los triflatos de arilo generalmente prefieren la adición oxidativa al catalizador de Pd(0) rico en electrones, mientras que el Ni(0) reacciona selectivamente con bromuros de arilo. [ 10 ]
La transmetalación del aril-níquel(II) sobre el aril-paladio(II) forma una especie Pd(II)Ar1Ar2, seguida de una eliminación reductiva para dar el producto. Finalmente, la reducción de Ni(II) mediante zinc aditivo regenera Ni(0).
Referencias
- ↑ Ehehalt, Lauren E.; Beleh, Omar M.; Priest, Isabella C.; Mouat, Julianna M.; Olszewski, Alyssa K.; Ahern, Benjamin N.; Cruz, Alexandro R.; Chi, Benjamin K.; Castro, Anthony J.; Kang, Kai; Wang, Jiang; Weix, Daniel J. (2024-12-11). "Acoplamiento cruzado de electrófilos: principios, métodos y aplicaciones en síntesis" . Chemical Reviews . 124 (23): 13397– 13569. doi : 10.1021/acs.chemrev.4c00524 . ISSN 0009-2665 . PMC 11638928. PMID 39591522 .
- ↑ Hartwig JF (2010). Química de organometales de transición : del enlace a la catálisis . University Science Books. ISBN 9781891389535OCLC 781082054
- ↑ Everson DA, Weix DJ (junio de 2014). "Acoplamiento cruzado de electrófilos: principios de reactividad y selectividad" . The Journal of Organic Chemistry . 79 (11): 4793–8 . doi : 10.1021/jo500507s . PMC 4049235. PMID 24820397 .
- ↑ Hassan J, Sevignon M, Gozzi C, Schulz E, Lemaire M (2002). "Formación de enlaces arilo-arilo un siglo después del descubrimiento de la reacción de Ullmann". Chemical Reviews . 102 (5): 1369– 1469. doi : 10.1021/cr000664r . PMID 11996540 .
- ↑ Wurtz A (1855). "Ueber eine neue Klasse organischer Radicale" . Justus Liebigs Annalen der Chemie . 96 (3): 364– 375. doi : 10.1002/jlac.18550960310 . ISSN 1099-0690 .
- ↑ Yu X, Yang T, Wang S, Xu H, Gong H (abril de 2011). "Acoplamiento cruzado reductivo catalizado por níquel de haluros de alquilo no activados". Organic Letters . 13 (8): 2138–41 . doi : 10.1021/ol200617f . PMID 21434609 .
- ^ Smith RT, Zhang X, Rincón JA, Agejas J, Mateos C, Barberis M, García-Cerrada S, de Frutos O, MacMillan DW (diciembre de 2018). «3 Acoplamiento de Bromuros Alifáticos» . Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 140 (50): 17433– 17438. doi : 10.1021/jacs.8b12025 . PMC 6697083 . PMID 30516995 .
- ↑ Everson DA, Jones BA, Weix DJ (abril de 2012). "Reemplazo de nucleófilos de carbono convencionales con electrófilos: alquilación reductiva catalizada por níquel de bromuros y cloruros de arilo" . Journal of the American Chemical Society . 134 (14): 6146– 59. Bibcode : 2012JAChS.134.6146E . doi : 10.1021 / ja301769r . PMC 3324882. PMID 22463689 .
- ↑ Biswas S, Weix DJ (octubre de 2013). "Mecanismo y selectividad en el acoplamiento cruzado de electrófilos catalizado por níquel de haluros de arilo con haluros de alquilo" . Journal of the American Chemical Society . 135 (43): 16192–7 . Bibcode : 2013JAChS.13516192B . doi : 10.1021/ja407589e . PMC 3946589. PMID 23952217 .
- ↑ Ackerman LK, Lovell MM, Weix DJ (agosto de 2015). "Acoplamiento cruzado catalizado multimetálico de bromuros de arilo con triflatos de arilo" . Nature . 524 ( 7566): 454–7 . Bibcode : 2015Natur.524..454A . doi : 10.1038/nature14676 . PMC 4552586. PMID 26280337 .
- Reacciones de acoplamiento
- Reacciones de sustitución