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Reação de Stille

A Reação de Stille é uma reação química acoplando um composto organoestanho com um haleto orgânico sp3-hibridizado catalisado por paládio.[1] [2] A reação é largamente utilizada em síntese orgânica.

R-Sn(R)3 + R'-X → R-R' + X-Sn(R)3

X é tipicamente um halogênio, tal como Cl, Br, I. Adicionalmente, X pode ser um pseudohalogênio tal como um triflato, CF3SO3-.[3] [4]

A reação de Stille reaction foi descoberta em 1977 por John K. Stille e David Milstein, um pós-doutorando em seu laboratório. As reações de Stille foram usadas em 50% de todas as reações de acoplamento cruzado publicadas em 1992. A reação continua a ser explorada industrialmente, especialmente para a produção de fármacos.

A reação é normalmente realizada sob atmosfera inerte usando solvente desidratado e desgaseificado. Isto porque o oxigênio causa a oxidação do catalisador de paládio e promove acoplamento homo dos compostos de estanila, e estas reações colaterais levam a diminuição do rendimento da reação de acoplamento cruzado desejada.

Como composto orgânico de estanho, um composto de trimetilestanil ou tributilestanil é normalmente usado. Embora compostos de trimetilestanil mostrem mais alta reatividade comparados com compostos de tributilestanil, a toxidade dos primeiros é aproximadamente 100 vezes maior que a do segundo. Consequentemente é preferível evitar usar compostos de trimetilestanil sem necessidade.

Diversas revisões têm sido publicadas.[5] [6] [7]

Mecanismo de reação

O mecanismo de reação da reação de Stille tem sido bastante estudado. [8] [9] O primeiro passo em seu ciclo catalíttico é a redução do catalisador de paládio (1) à espécie Pd(0) ativa (2). A adição oxidativa do organohaleto (3) dá um intermediário cis o qual rapidamente isomeriza-se ao intermediário trans 4.[1] Transmetalação com o organoestanato (5) forma o intermediário 7, o qual produz o produto desejado (8) e a espécie Pd(0) ativa (2) após eliminação redutiva. A adição oxidativa e eliminação redutiva retém a configuração estereoquímica dos respectivos reagentes.

O mecanismo da reação de Stille
O mecanismo da reação de Stille

Taxa da transferência de ligante (transmetalação) do estanho:

alquinil > alquenil > aril > alil = benzil > α-alcoxialquil > alquil

A baixa reatividade dos alquil estanatos é um sério empecilho mas pode ser remediado pelo uso de solventes fortemente polares tais como HMTP, DMF ou dioxano.

Em 2007 a reação de Stille foi submetida a um especial tipo de espectroscopia de massa seguindo pela primeira vez a observação experimental direta de uma espécie Pd(0)(PPh3)2 (sempre assumindo-se existir mas nunca antes realmente detectada) e uma transmetalação intermediária cíclica -Pd(II)-X-Sn-C- mas através de seus radicais cátions.[10]

Variações

Para aumentar o rendimento reacional, geralmente se adiciona cloreto de lítio à mistura reacional. Este sal estabiliza o complexo intermediário reativo formado pela adição oxidativa no catalisador e, portanto, acelera a reação.

A reatividade e especificidade da reação de Stille podem ser aumentadas pela adição de quantidades estequiométricas de sais de Cu(I) ou Mn(II).[11] [12][13]

A reação de acoplamento pode ser inibida por ligantes com alta basicidade de Lewis.

Na presença de sais de Cu(I), paládio sobre carbono mostra-se como um cataisador efetivo.[14] [15]

Na esfera da química verde, relata-se uma reação de Stille que ocorre em uma mistura de baixo ponto de fusão e com alta polaridade, de um açúcar, como manitol, uma ureia, como a dimetilureia e um sal , como o cloreto de amônio.[16][17] O sistema catalítico é tris(dibenzilidenoacetona)dipaládio(0) com trifenilarsina:

Ver também

Referências

  1. ↑ Kosugi, M. et al. Chem. Letters 1977, 301.
  2. ↑ Milstein, D.; Stille, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 3636. (doi:10.1021/ja00479a077)
  3. ↑ Scott, W. J.; Crisp, G. T.; Stille, J. K. Organic Syntheses, Coll. Vol. 8, p.97 (1993); Vol. 68, p.116 (1990). (Article)
  4. ↑ Stille, J. K.; Echavarren, A. M.; Williams, R. M.; Hendrix, J. A. Organic Syntheses, Coll. Vol. 9, p.553 (1998); Vol. 71, p.97 (1993). (Article)
  5. ↑ Stille, J. K. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1986, 25, 508–524. (Review)
  6. ↑ Farina, V.; Krishnamurthy, V.; Scott, W. J. Org. React. 1998, 50, 1–652. (Review)
  7. ↑ Mitchell, T. N. Synthesis 1992, 803-815. (Review)
  8. ↑ Casado, A. L.; Espinet, P. Organometallics 1998, 17, 954–959.
  9. ↑ Casado, A. L.; Espinet, P. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8978–8985. (doi:10.1021/ja9742388)
  10. ↑ The Mechanism of the Stille Reaction Investigated by Electrospray Ionization Mass Spectrometry Leonardo S. Santos, Giovanni B. Rosso, Ronaldo A. Pilli, and Marcos N. Eberlin J. Org. Chem.; 2007; 72(15) pp 5809 - 5812; (Note) doi:10.1021/jo062512n
  11. ↑ Liebeskind, L. S.; Peña-Cabrera, E. Organic Syntheses, Coll. Vol. 10, p.9 (2004); Vol. 77, p.135 (2000). (Article)
  12. ↑ Farina, V.; Kapadia, S.; Krishnan, B.; Wang, C.; Liebeskind, L. S. J. Org. Chem. 1994, 59, 5905.
  13. ↑ Liebeskind, L. S.; Fengl, R. W. J. Org. Chem. 1990, 55, 5359.
  14. ↑ Roth, G. P.; Farina, V.; Liebeskind, L. S.; Peña-Cabrera, E. Tetrahedron Lett. 1995, 36, 2191.
  15. ↑ Renaldo, A. F.; Labadie, J. W.; Stille, J. K. Organic Syntheses, Coll. Vol. 8, p.268 (1993); Vol. 67, p.86 (1989). (Article)
  16. ↑ Stille Reactions with Tetraalkylstannanes and Phenyltrialkylstannanes in Low Melting Sugar-Urea-Salt MixturesGiovanni Imperato, Rudolf Vasold, Burkhard König Advanced Synthesis & Catalysis Volume 348, Issue 15 , Pages 2243 - 2247 2006 doi:10.1002/adsc.2006
  17. ↑ P. Espinet, A. M. Echavarren (2004). «The Mechanisms of the Stille Reaction». Angewandte Chemie International Edition. 43 (36): 4704–4734. doi:10.1002/anie.200300638 
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