Reacția Stille este o variantă a reacției de cuplare încrucișată, în care reacția aril-, alchenil-, alchinil- și alchilstananilor cu halogenuri de aril- sau alchenil, triflați (trifluormetilsulfonați), arildiazoniu sau iodoniu, catalizate de diferite Pd( 0) complexe, duce la schimbul grupării scindabile - halogen sau pseudohalogen - al doilea reactiv pentru radicalul substituent stanan. [1] [2] Reacția a găsit o aplicație largă în sinteza organică.
X poate fi fie un halogen (CI, Br, I) fie o pseudohalogenură ( CF3S03 - triflat ) . [3] [4]
Reacția Stille a fost descoperită în 1977 de John Kenneth Stille și David Milstein, care era post-doctorat în același laborator. Reacția Stille a fost folosită pentru a efectua aproximativ 50% din toate reacțiile de cuplare încrucișată publicate în 1992. Reacția este, de asemenea, utilizată în procesele industriale, în special în sinteza produselor farmaceutice.
Reacția lui Stille a făcut obiectul mai multor publicații de recenzie. [5] [6] [7]
De obicei, reacția se desfășoară într- o atmosferă de gaz inert folosind un solvent uscat și degazat , deoarece oxigenul atmosferic poate oxida catalizatorul de paladiu și poate provoca homo-cuplarea compusului organometalic, care, la rândul său, duce la o scădere a randamentului țintei. produs de cuplare încrucișată.
Ca compuși organici ai staniului, pot fi introduși în reacție derivați de trimetilstanil sau tributilstanil. Deși derivații de trimetilstannil sunt mai reactivi decât derivații de tributilstanil, toxicitatea lor este, de asemenea, de aproximativ 1000 de ori mai mare decât cea a acestora din urmă. De aceea derivații de trimetilstanil sunt utilizați numai în caz de urgență.
Mecanismul reacției Stille este destul de bine înțeles. [8] [9] Primul proces care inițiază lansarea ciclului catalitic este reducerea catalizatorului de paladiu ( 1 ) la Pd(0) activ ( 2 ). Adăugarea oxidativă a unei halogenuri organice ( 3 ) dă un intermediar cis care izomerizează rapid la izomerul trans 4 . [9] Transmetalarea cu derivați organici de staniu ( 5 ) duce la formarea intermediarului 7 . Ultimul proces din acest ciclu catalitic este eliminarea reductivă , care are ca rezultat produsul dorit de cuplare încrucișată ( 8 ) și eliberarea catalizatorului ( 2 ). Adăugarea oxidativă și eliminarea reductivă procedează cu păstrarea configurației stereochimice a compușilor inițiali.
Viteza relativă a reacției care implică stanani substituiți scade în seria de substituenți:
alchinil->alchenil->aril->alil-=benzil->α-alcoxialchil->alchil-Reactivitatea scăzută a derivaților de alchil staniu este un dezavantaj al reacției. Cu toate acestea, acest lucru poate fi depășit prin utilizarea solvenților polari aprotici cum ar fi HMPTA , DMF sau dioxanul ca mediu de reacție .
În 2007 au fost efectuate studii spectrometrice de masă ale mecanismelor de reacție, Stille a fost studiat folosind un tip special de spectrometrie de masă, în timp ce s-a demonstrat existența unui intermediar catalitic cu paladiu zerovalent Pd(0)(PPh 3 ) 2 , a cărui existență a fost postulată, dar nu a fost dovedită până acum prin experiment direct. S-au găsit, de asemenea, intermediari de transmetalare ciclică -Pd(II)-X-Sn-C-. [10] .
Clorura de litiu este adesea adăugată la amestecul de reacție pentru a crește randamentul. Acest reactiv stabilizează intermediarul format prin adăugarea oxidativă a catalizatorului, accelerând astfel reacția.
Specificitatea reacției Stille poate fi îmbunătățită prin adăugarea unei cantități stoechiometrice de iodură de cupru sau săruri de Mn(II). [11] [12] [13]
S-a demonstrat că în prezența sărurilor de Cu(I), paladiul pe carbon poate fi un catalizator de reacție eficient. [14] [15]