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Organic Chemistry Portal: Negishi Coupling
Negishi-Kupplung
Die Negishi-Kupplung - im Jahr 1977 veröffentlicht - war eine der ersten Reaktionen, welche die Synthese von unsymmetrischen Biarylen in guten Ausbeuten ermöglichte. Die Kupplung zwischen einem Halogenid und einem Zinkorganyl findet unter Nickel- oder Palladium-Katalyse statt.
Mechanismus
Die zur Kupplung benötigten Zinkorganyle sind durch Umsatz von Lithiumorganylen mit Zinkchlorid erhältlich:
In der Negishi-Kupplung eingesetzte Nickel(0)-Katalysatoren wurden z.B. durch Reduktion von Ni(acac)2 mit DIBAH und Zugabe des Phosphinligandes generiert - analog dazu die Reduktion von Cl2Pd(PPh3)2. Die Qualität heutiger, kommerziell erhältlicher Pd-Katalysatoren mit Oxidationsstufe Null reicht mittlerweile aus (z.B. Pd(PPh3)4).
Es ist auch möglich, dass der Katalysator in situ durch das Organyl reduziert wird - ein Grund für die Durchführung der Reaktion unter Schutzgasatmosphäre, denn es entsteht homogekuppeltes Nebenprodukt.
Nickel-Katalysatoren sind oxidationsempfindlicher als Palladium-Katalysatoren, was sich in einer Verminderung der Ausbeute von etwa 5-10% bemerkbar macht. Sauber durchgeführte, Palladium-katalysierte Negishi-Reaktionen liefern homogekuppelte Biphenyle nur in Spuren (unter 2%).
Die eigentliche, katalysierte Reaktion erfolgt nach folgendem Mechanismus:
In der oxidativen Addition des Halogenides erhöht sich die Oxidationsstufe des Katalysators von 0 auf +II, es entsteht eine Organopalladium-Spezies. Der Austausch von Zink durch Palladium - die Transmetallierung - besitzt als Triebkraft die Bildung von Zinkhalogenid als Salz mit ionischerem Charakter und einer Pd-C-Bindung mit kovalenterem Charakter als bei den Edukten. Durch trans/cis-Isomerisierung kommen die organischen Reste in die richtige Position, um während der reduktiven Eliminierung gekuppelt zu werden. Bei diesem Schritt wird auch die Palladium (0) - Spezies zurückgebildet.
Nachrichten
06.10.10
Nobelpreis Chemie 2010
Für Palladium-katalysierte Kreuzkupplungen an Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi and Akira Suzuki