استفاده از کاتالیزورهای سبز روی و پالادیم در سنتز آلفا-آمینو نیتریل ها و بی فنیل ها

در سال های اخیر، به دلیل توسعه شیمی سبز، مایع های یونی به عنوان جایگزین مناسبی برای حلال های آلی متداول و همچنین به عنوان کاتالیست های سبز مورد توجه بسیاری از محققان قرار گرفته اند. مایع-های یونی خواص بی نظیری از قبیل عدم اشتعال، پایداری حرارتی بالا، فشار بخار ناچیز، حلالیت زیاد و راحتی بازیابی را دارا هستند. در سال های اخیر، مایع های یونی ایجاد شده حاوی ترکیب ارزان و زیست-تخریب پذیر کولین کلرید توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. واکنش-های تراکمی چند جزئی تک ظرفی به دلیل تشکیل پیوندهای کربن- کربن، کربن- هترواتم در یک مرحله، شرایط ساده و ملایم، صرفه جویی انرژی و سازگاری با محیط زیست بسیار مورد توجه هستند. و تحقیقات در شیمی آلی به سمت توسعه واکنش های چند جزیی تک مرحله ای مطابق با اهداف شیمی سبز گسترش یافته است. به واکنش های حالت جامد یا بدون حلال نیز به دلیل اینکه در این واکنش ها از حلال های آلی استفاده نمی شود واکنش-های سبز یا تمیز گفته می شود. ?-آمینونیتریل ها حدواسط های مهمی در تهیه آمینواسیدها و سایر ترکیبات هتروسیکل حاوی نیتروژن و همچنین مولکول های دارویی هستند. از اینرو، این ترکیبات در سال های اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. واکنش استرکر یکی از مهم ترین روش ها برای تهیه ?-آمینونیتریل ها در بین روش های مختلف گزارش شده می باشد. در این واکنش، ?-آمینو نیتریل ها به وسیله تراکم بین سه جزء شامل ترکیب کربونیل دار (آلدهید یا کتون)،آمین و یک منبع سیانید سنتز می شوند. به دلیل کاربرد گسترده واکنش های تشکیل پیوندهای کربن-کربن در زمینه های مختلف از جمله در سنتز ترکیب های فعال، مواد با کارایی بالا و محصول های طبیعی، در سال های اخیر این واکنش ها به ابزاری قدرتمند در شیمی آلی تبدیل شده اند. واکنش جفت شدن متقاطع آریل هالیدها با آریل بورونیک اسیدها که واکنش سوزوکی نامیده می شود، یکی از فراگیرترین و مشهورترین روش ها برای ساختن پیوند کربن-کربن شده است. این حقیقت که محصول های این واکنش یعنی بی آریل ها اجزای ساختاری مهمی در پلیمرها، ترکیبات شیمیایی کشاورزی، محصولات طبیعی و حدواسط های دارویی هستند، این روش را تبدیل به یک ابزار مهم و معمول در سنتز ترکیبات آلی کرده است. ترکیبات پالادیم به طور گسترده ای به عنوان کاتالیزور در این واکنش به کار گرفته شده اند. در دو دهه اخیر، تلاش های زیادی صورت گرفته است تا سیستم های کاتالیزوری کارآمدتری برای واکنش سوزوکی توسعه داده شود. در این پروژه، ابتدا با استفاده از کولین کلرید و کلرید روی، یک مایع یونی ارزان قیمت و زیست تخریب پذیر با خاصیت اسیدلویس ساخته شد و سپس این مایع یونی در سنتز ?-آمینونیتریل ها به کار گرفته شد. در این واکنش آلدهیدها و کتون های مختلف با آنیلین و تری متیل سایلیل-سیانید (tmscn)واکنش داده شدند و ?-آمینونیتریل های مربوطه را با راندمان های عالی تولید کردند. مزیت این مایع یونی در این بود که ترکیبات حلقوی حساس به محیط اسیدی، در حضور این مایع یونی بدون اینکه پلیمریزه شوند به ?-آمینونیتریل های مربوطه تبدیل شدند. در قسمت بعد، از نمک 1-بنزیل-4-آزا-1-آزانیابی سیکلو]2،2،2[ اکتان کلرید (n-بنزیل دابکوکلرید) و پالادیم کلرید، یک نمک پالادیم ساخته شدکه به عنوان کاتالیزور در واکنش سوزوکی برای سنتز بی فنیل ها به کار گرفته شد. در این واکنش آریل یدیدها و آریل برومیدهای مختلف در دمای اتاق و در حلال سبز اتانول و در حضور باز k2co3 با آریل بورونیک اسیدها جفت شدن شدند. سپس با تغییر شرایط واکنش و افزودن تترابوتیل آمونیوم برومید، کاتالیزور ساخته شده برای سنتز بی فنیل ها از آریل کلریدها که ارزان تر و دردسترس تر می باشند، به کار گرفته شد. راندمان های به دست آمده در این واکنش بسیار عالی بودند. نمک پالادیم به کار برده شده در این پروژه نسبت به حضور اکسیژن در محیط مقاوم بوده و بنابراین واکنش ها تحت اتمسفر هوا انجام شدند.