Processi di alchinilazione catalizzati da complessi di rame: verso la reazione di Sonogashira "Pd-free"

In Organic Chemistry the most important reactions are those which allow the formation of a C-C bond, which means that they give the opportunity to synthesize a molecule of any length. In this group the coupling reactions in the presence of a metal catalyst stand out. The branch of chemistry that deals with this class is Organometallic Chemistry and, in recent decades, has acquired a fundamental importance in industrial synthesis. The major problems in this reaction class are related to the use, availability and recycling of metals that have been used in catalysis, because those that are used are very expensive and rare such as iridium, rhodium, platinum, Palladium, etc.These catalysts form very stable end and intermediate molecules, but with all the above-mentioned criticalities. One method to avoid these problems related to the use of these catalysts, is to replace them with others much cheaper and available, without losing the benefits of synthesis. This dissertation will further explain a specific coupling reaction, the Sonogashira reaction, modified in a precious metal-free view, which means without using a fine catalyst, but with the employment of copper-complexes as catalysts.

In Chimica Organica le reazioni più importanti sono quelle che permettono la formazione di legami C-C, ovvero, danno la possibilità di sintetizzare molecole della lunghezza di cui si ha necessità. In questa classe spiccano maggiormente le reazioni di accoppiamento in presenza di un catalizzatore metallico. La branca della Chimica che si occupa di questa tipologia di reazioni, è la Chimica Organometallica. Essa, negli ultimi decenni, ha acquisito un’importanza fondamentale nei metodi di sintesi a livello industriale. Le criticità maggiori che si riscontrano riguardano l’utilizzo, la reperibilità e il riciclo dei metalli che vengono utilizzati come catalizzatori, perché generalmente vengono usati metalli di transizione molto costosi e rari, ad esempio l’iridio, il rodio, il platino, il Palladio, ecc.… i quali formano intermedi e molecole finali molto stabili, ma con tutti i problemi citati sopra. Un metodo per poter risolvere le criticità connesse all’utilizzo di questi catalizzatori è quello di sostituirli con altri meno costosi e preziosi, senza perdere i grandi vantaggi dati dalla sintesi. In questa tesi verrà approfondita una specifica reazione di accoppiamento, la Sonogashira, modificata in ottica precious-metal-free, ovvero senza l’utilizzo di un agente catalitico pregiato, ma con l’impiego di complessi di rame come catalizzatori. La Sonogashira è una reazione di alchinilazione e, originariamente, veniva eseguita in presenza di Palladio con un co-catalizzatore di sale di Rame. L’accoppiamento avveniva fra un alogenuro alchilico o un triflato ed un alchino terminale.