Amina mungkin mengakhiri kekuasaan paladium atas reaksi kopling silang klasik | Penelitian

Amina mungkin mengakhiri kekuasaan paladium atas reaksi kopling silang klasik |  Penelitian post thumbnail image

Prize khusus Result SGP 2020 – 2021.

Dalam apa yang disebut para ahli sebagai penemuan tak terduga, ahli kimia telah menemukan bahwa molekul organik sederhana mengkatalisis kopling silang klasik – jenis reaksi yang telah lama menjadi domain katalis logam transisi, khususnya paladium.

Gambar yang menunjukkan obat penting dengan substituen bifenil dan strategi sintetis

Reaksi Suzuki adalah salah satu dari beberapa reaksi kopling silang yang dikembangkan pada tahun 1970-an yang menggabungkan dua fragmen benzena membentuk ikatan karbon-karbon baru. Kopling silang sangat kuat dan sederhana secara eksperimen sehingga lebih dari 60% ikatan karbon-karbon di laboratorium kimia obat sekarang dibuat dengan reaksi ini.

Tetapi hampir semua reaksi kopling silang membutuhkan katalis logam, dengan sebagian besar menggunakan paladium – bahan yang mahal dan seringkali beracun. Dalam beberapa dekade sejak penemuannya, ahli kimia telah menemukan katalis yang lebih murah dan lebih jinak, berdasarkan nikel atau besi misalnya, tetapi mereka jarang dapat bersaing dengan keserbagunaan paladium.

Sekarang ahli kimia di Cina, dipimpin oleh Hai-Zhu Yu dari Universitas Anhui dan Hua-Jian Xu dari Universitas Teknologi Hefei, telah menemukan diamina sederhana yang dapat menyaingi paladium dalam hal menghubungkan arena dalam transformasi tipe Suzuki.

Tidak seperti banyak formasi ikatan karbon-karbon terorganokatalisis lainnya, reaksi ini menggunakan bahan awal yang sama seperti kopling silang tradisional – aril halida dan asam arilboronat, ratusan di antaranya tersedia secara komersial. Cakupannya ‘tampaknya sangat sebanding dengan banyak reaksi Suzuki yang telah dilaporkan sebelumnya’, kata Christian Malapit, seorang ahli kimia organik di Universitas Utah, AS. Mengganti langkah penggabungan tradisional Suzuki dalam sintesis fungisida boscalid, obat jerawat adapalen dan obat ledipasvir hepatitis C dengan reaksinya, tim secara konsisten mencapai hasil yang lebih tinggi daripada metode lain yang diterbitkan.

‘Reaksi ini akan menguntungkan dalam situasi di mana keberadaan jejak logam dalam produk bermasalah,’ seperti dalam produk farmasi, jelas Shauna Paradine, seorang ahli kimia organik di Universitas Rochester, AS. Memiliki katalis amina yang dapat larut dapat berguna dalam pengaturan kimia aliran, yang sering mengalami kesulitan dengan logam transisi yang tidak dapat larut, Malapit menambahkan.

‘Kelemahan utama adalah suhu tinggi dan beban katalis yang lebih tinggi – kopling yang dikatalisis paladium yang sebanding seringkali dapat dijalankan dengan tingkat ppm paladium – meskipun beban yang lebih tinggi tidak terlalu bermasalah dengan organokatalis,’ kata Paradine. Untuk kebanyakan kopling, tim menggunakan katalis yang memuat 5mol%. Beberapa substrat yang lebih keras kepala membutuhkan sebanyak 30mol% katalis, sementara reaksi peningkatan skala 50g berjalan hanya dengan 0,5mol%.

Malapit mencatat bahwa tim berusaha keras untuk menunjukkan bahwa itu benar-benar amina yang melakukan pekerjaan katalitik, bukan jejak logam. ‘[There are] contoh penting di lapangan di mana reaktivitas katalitik yang tidak biasa ternyata terlalu bagus untuk menjadi kenyataan, ‘Paradine menunjukkan.

Apa yang sebenarnya membuat katalis amina begitu unik masih menjadi misteri. Studi komputasi menunjukkan bahwa mekanismenya tentu sangat berbeda dari transformasi yang dikatalisis paladium. ‘Jika ada bukti yang lebih pasti dari langkah aktivasi, ini bisa berguna tidak hanya dalam reaksi Suzuki tetapi juga dalam reaksi apa pun yang memanfaatkan reagen organoboron sebagai mitra penggandengan,’ kata Malapit.

Tags:

Related Post