Reacció d'acoblament

Un reacció d'acoblament (en anglès: Coupling reaction) en química orgànica és un terme que s'aplica a totes aquelles reaccions químiques en les quals dos fragments d'hidrocarburs s'uneixen o s'enllacen per formar una sola molècula, amb k'ajut d'un catalitzador metàl·lic. Representen un tipus de reaccions molt important en síntesi orgànica, car permeten crear enllaços carboni-carboni o carboni-heteroàtom.

En un exemple important d'aquest tipus de reaccions, un grup principal d'un compost organometàl·lic del tipus R-M (R = fragment orgànic, M = centre del grup principal) reacciona amb un halur orgànic del tipus R'X amb la formació d'un nou enllaç carboni-carboni per donar el producto R-R'.

$R-M\ +\ R'-X\ \to R-R'\ +\ M-X$

Les contribucions a l'estudi de les reaccions d'acoblament d'Ei-ichi Negishi i Akira Suzuki van ser reconegudes amb el Premi Nobel de Química 2010, que va ser compartit amb Richard F. Heck.

Classes de reaccions d'acoblament

A grans trets, es reconeixen dos tipus de reaccions d'acoblament:

• Acoblaments creuats que agrupen reaccions entre dos compostos diferents, per exemple el bromobenzè (PhBr) i el clorur de vinil reaccionen per donar estirè (PhCH=CH₂).
• Homoacoblaments en la que se acoblen o enllacen dos fragments iguals, per exemple, la conversió de iodebenzè (Ph-I) en bifenil (Ph-Ph).

Mecanisme de reacció

El mecanisme de reacció generalment comença amb una addició oxidativa d'un halur orgànic amb el catalitzador. Posteriorment, el segon fragment pateix transmetal·lació, cosa que situa ambdós candidats al'acoblament sobre el mateix centre metàl·lic. El pas final és una eliminació reductiva dels dos fragments d'acoblament per regenerar el catalitzador i donar el producte orgànic que es desitja.

El catalitzador metàl·lic més estès és pal·ladi, però alguns processos sovint usen níquel i coure. El grup sortint X en el compost orgànic sol ser bromur iodur o triflat. Els grups sortints ideals són els clorurs, ja que són més econòmics que els altres. Els metalls del grup principal en el compost organometàl·lic sol ser estany, zinc, o bor. Aquestes reaccions s'han de fer amb l'estricta exclusió de l'aigua. És possible fer-les en solucions aquoses quan es fan basades en compostos de pal·ladi. En general, l'oxigen de l'aire té més capacitat d'alterar les reaccions d'acoblament.

Tipus d'acoblament

Algunes reaccions d'acoblament són (llista no exhaustiva):

Reacció	any	Reactiu A		Reactiu B		Homo/Creuat	Catalitzador	Observacions
Reacció de Wurtz	1855	R-X	sp³	R-X	sp³	homo	Na
Acoblament de Glaser	1869	RC≡CH	sp	RC≡CH	sp	homo	Cu	O₂ com acceptor de H
Reacció de Ullmann	1901	Ar-X	sp²	Ar-X	sp²	homo	Cu	Alta temperatura
Reacció de Gomberg-Bachmann	1924	Ar-H	sp²	Ar-N₂X	sp²	homo		Requereix una base
Acoblament de Cadiot-Chodkiewicz	1957	RC≡CH	sp	RC≡CX	sp	creuat	Cu	Requereix una base
Acoblament de Castro-Stephens	1963	RC≡CH	sp	Ar-X	sp²	creuat	Cu
Acoblament per Reactiu de Gilman	1967	R₂CuLi		R-X		creuat
Reacció de Cassar	1970	Alquè	sp²	R-X	sp³	creuat	Pd	Requereix una base
Acoblament de Kumada	1972	Ar-MgBr	sp², sp³	Ar-X	sp²	creuat	Pd o Ni
Reacció de Heck	1972	alkene	sp²	R-X	sp²	cruzado	Pd	Requereix una base
Acoblament de Sonogashira	1975	RC≡CH	sp	R-X	sp³ sp²	creuat	Pd yCu	Requereix una base
Acoblament de Negishi	1977	R-Zn-X	sp³, sp², sp	R-X	sp³ sp²	creuat	Pd o Ni
Acoblament creuat d'Stille	1978	R-SnR₃	sp³, sp², sp	R-X	sp³ sp²	creuat	Pd
Reacció de Suzuki	1979	R-B(OR)₂	sp²	R-X	sp³ sp²	creuat	Pd	Requereix una base
Acoblament de Hiyama	1988	R-SiR₃	sp²	R-X	sp³ sp²	creuat	Pd	Requereix una base
Reacció de Buchwald-Hartwig	1994	R₂N-R SnR₃	sp	R-X	sp²	creuat	Pd	Acoblament N-C, amina lliure de segona generació
Acoblament de Fukuyama	1998	RCO(SEt)	sp²	R-Zn-I	sp3	creuat	Pd
Resum de las reaccions d'acoblament.

Aplicacions

Moltes reaccions d'acoblament s'apliquen en la indústria farmacèutica i en els materials orgànics conjugats.