4.1.3.1.Примечания

1. Получение йодбензола описано в работе 68.

2.Реакцию проводят в сухой посуде.

3.Перед выполнением синтеза следует ознакомиться с разд. 5.2.

4.Следует контролировать температуру водяной бани, поддерживая температуру не ниже 95 °С.

5.После внесения катализатора реакционная смесь быстро темнеет, а через некоторое время наблюдается выпадение небольшого количества темного осадка.

4.1.3.2.Утилизация отходов

1. Маточные растворы после выделения продукта слить сборник

«Растворы кислот/органические растворители, галогенов».

2. Бумажный фильтр с отфильтрованными солями палладия поместить в сборник «Отходы, содержащие палладий».

4.2.Обсуждение

Как и другие реакции кросс-сочетания, реакция Хека катализируется комплексами палладия(0), в качестве которых можно использовать готовые катализаторы или генерировать их in situ из солей палладия (+2). Так, в приведенной методике реакции Хека предшествует стадия восстановления металла. Восстановителем чаще всего является фосфин или третичный амин, который одновременно служит и лигандом для Pd(0). Восстановление палладия происходит через ряд последовательных стадий, включающих присоединение лигандов, замещение ацетат - иона на остаток третичного амина, β-элиминирование водорода в одной из алкильных групп амина и восстановительное элиминирование на заключительной стадии, приводящее к генерации комплекса нуль- валентного палладия.

Как и в других реакциях кросс-сочетания, первой стадией катали-тического цикла является окислительное присоединение арилгалогенида к координационно ненасыщенному атому палладия с образованием арилпалладиевого интермедиата. На следующих стадиях каталитического цикла алкен координируется с органопалладиевым интермедиатом и затем внедряется по связи С-Pd (карбопалладирование) по согласованному механизму син-присоединения. Стерические факторы на стадии карбопалладирования определяют региоселективность всей реакции: новая С-С - связь образуется у наименее замещенного атома углерода алкена.

Далее алкилпалладиевый интермедиата счет вращения относительно С-С-связи переходит в более устойчивый конформер. В результате этого создаются структурные предпосылки для протекания последующей стадии β-син-элиминирования гидридопалладийгалогенида. Кроме того, переход в более стабильную конформацию определяет стереоселективность реакции Хека. Так, в приведенной методике синтеза коричной кислоты образуется исключительно транс-изомер.

В этом случае син-элиминирование происходит из более устойчивого конформера алкилпалладиевого интермедиата. На заключительной стадии каталитического цикла под действием основания протекает восстановительное элиминирование галогеноводорода от гидридопалладийгалогенида, приводящие к регенерации палладиевого нульвалентного катализатора.

Скорость реакции Хека зависит от природа галогена, реакционная способность органогалогенидов снижается в следующем ряду: I > Br > Cl. Таким образом, винил- и арилиодиды реагируют существенно быстрее, чем другие галогенопроизводные. Кроме винил- и арилгалогенилов в реакцию Хека вступают трифлаты (эфиры трифторметилсульфокислоты), которые по реакционной способности близки к йодопроизводным, и несколько менее активные тозилаты(эфиры n-тоуолсульфокислоты). Природа алкенов не оказывает существенного влияния на протекание реакции, однако выход продуктов в случае алкенов с электроноакцепторными заместителями при двойной связи несколько выше.

Продукт реакции	Исходный йодарен	т. пл. продукта, ^оС
4-Метилкоричная кислота	n-Йодтолуол	196 - 198
4-Бромкоричная кислота	n-Бромидбензол	262 – 264
3-бромкоричная кислота	м-Бромйодбензол	177 - 179
4-Хлоркоричная кислота	n- Йодхлорбензол	248 - 250
4-Фторкоричная кислота	n-Йодфторбензол	209 - 210

Важным достоинством реакции Хека являются то, что для ее проведения не требуется поддерживания безводных условий и инертной атмосферы в реакционной среде, а также нет необходимости в дегазировании реагентов. Эти требования часто необходимо строго соблюдать при выполнении других синтезов кросс - сочетания (например, для реакции Сузуки или Соногаширы).

Реакция Хека является общепризнанным высокоэффективным, универсальным методом формирования углеродного скелета. По методике, аналогичной получению коричной кислоты, из соответствующих йодаренов и акриловой кислоты с выходом 70-80% получают и ряд производных коричной кислоты, представленный в таблице.

Вывод: По состоянию на 2001 год, реакция Хека использовалась для промышленного синтеза ряда важных продуктов в количестве более 1 тонны в год. Среди них гербицид просульфурон, получаемый по реакции 2-сульфонатобензолдиазония с 3,3,3-трифторпропеном, и солнцезащитное средство 2-этилгексил-п-метоксициннамат. Противовоспалительный препарат напроксен получают по реакции Хека между 2-бром-6-метоксинафталином и этиленом и последующей реакцией карбонилирования. Реакция Хека совместима со многими функциональными группами, что позволяет её использовать на последних стадиях синтеза сложных соединений. Так, она являлась ключевой стадией в синтезе противоастматического препарата сингуляра. Мягкие условия реакции позволили использовать её для сочетания неустойчивых ароматических бромидов для получения мономеров покрытий компонентов электроники.