Флуоресценция упрощает контроль расхода борных кислот

10 января 2007

В одном из предновогодних выпусков новостей приводилась «горячая десятка» химиков, работы которых цитировались наибольшее количество раз. Десятое место в этом списке принадлежит профессору Химического факультета Массачусетского Технологического Института (MIT) Стефану Бухвальду (Stephen L. Buchwald).

Возможно, что разработанный Бухвальдом и Тимоти Бардером (Timothy E. Barder) метод контроля за расходом борных кислот в катализируемых металлокомплексами реакциях кросс-сочетания и присоединения привлечет внимание химиков-синтетиков и, тем самым, увеличит индекс цитирования Бухвальда.

Флуоресцирующий индикатор 6,7-дигидрокси-4-метилкумарин используется для слежения за двумя идентичными реакциями сочетания 1-бутил-4-хлорбензола с o-толилборной кислотой. В левой колбе борная кислота полностью израсходована, в правой колбе еще остается непрореагировавшая борная кислота (фотография из Org. Lett.).

Борные кислоты являются ключевыми реагентами для реакций сочетания, однако необходимость использования газовой или тонкослойной хроматографии для определения степени завершенности реакции достаточно обременительно и может стоить недешево. Благодаря этому химикам часто приходится проводить синтезы в присутствие значительного избытка борной кислоты, хотя она подчас является самым дорогим из реагентов, вносимых в колбу.

Бардер и Бухвальд решили, что для упрощения процедуры кросс-сочетания необходимо добавить в реакционную смесь недорогой индикатор. Их выбор пал на 6,7-дигидрокси-4-метилкумарин и его 7,8-дигидрокси изомер. Кумарины обратимо связывают борные кислоты с образованием комплексов, флуоресцирующих под светом обычной ультрафиолетовой лампы доступной практически в любой лаборатории органического синтеза. Связывание борной кислоты не влияет на протекание процесса сочетания. По мере ее расходования кумариновый комплекс диссоциирует, флуоресценция затухает вплоть до полного исчезновения, сигнализирующего о завершении реакции.

Исследователи из Массачусетса успешно протестировали разработанный метод на серии реакций сочетания 1-алкил-4-хлорбензолов с o-толилборной кислотой, катализируемых комплексами палладия. Ожидается, что метод поможет химикам-органикам в оптимизации условий синтеза, таких как подбор катализатора и определение лимитирующих реагентов.

Источник: Org. Lett., 2007, 137.