Language
Country/Area
No result found
Terobosan pada tahun 1975! Bagaimana katalis paladium mengubah cakupan reaksi Kumada?
Pada tahun 1975, diperkenalkannya katalis paladium membawa perubahan yang belum pernah terjadi sebelumnya pada reaksi Kumada. Reaksi penggandengan Kumada merupakan reaksi penggandengan silang yang penting dalam kimia organik, yang utamanya digunakan untuk menghasilkan ikatan karbon-karbon melalui reaksi antara reagen Grignard dan halida organik. Sejak tahun 1972, reaksi ini telah menarik perhatian luas dalam komunitas ilmiah, dan aplikasinya dalam penelitian ilmiah dan sintesis industri terus meningkat.
Reaksi ini lebih dari sekadar perluasan kategori reaksi; reaksi ini menunjukkan ide baru: cara menggunakan katalis logam untuk meningkatkan efisiensi dan selektivitas reaksi kimia.
Pada tahun 1971, Tamura dan Kochi meletakkan dasar bagi perkembangan selanjutnya dengan mengeksplorasi katalis berdasarkan perak, tembaga, dan besi, tetapi menemukan bahwa metode katalitik awal ini menghasilkan hasil yang buruk dan membentuk sejumlah besar produk penggandengan sendiri. Faktanya, katalis awal sering kali tidak cukup stabil, sehingga mengakibatkan penurunan kualitas produk secara keseluruhan.
Semua ini berubah pada tahun 1972, ketika Corriu dan Kumada secara independen melaporkan reaksi penggandengan Kumada menggunakan katalis nikel. Dengan diperkenalkannya katalis paladium oleh kelompok Murahashi pada tahun 1975, cakupan reaksi ini semakin diperluas, menunjukkan potensi besar dalam sintesis polimer untuk perangkat elektronik organik (seperti politiofena).
Mekanisme katalitik paladium
Berdasarkan mekanisme yang diterima secara luas, reaksi penggandengan Kumada yang dikatalisis paladium dapat dilihat sebagai pemahaman yang serupa tentang peran paladium dalam reaksi penggandengan silang lainnya. Siklus katalitik melibatkan dua keadaan oksidasi paladium, paladium(0) dan paladium(II). Pertama, katalis Pd(0) yang kaya elektron menyisipkan ikatan R–X dari organohalida, suatu langkah yang dikenal sebagai adisi oksidatif, untuk membentuk kompleks organo-Pd(II).
Selanjutnya, transmetalasi dengan reagen Grignard membentuk kompleks organologam heterogen, yang pada akhirnya membentuk ikatan karbon-karbon melalui reaksi eliminasi reduktif sambil meregenerasi katalis Pd(0).Terobosan dari penelitian ini adalah bahwa penggunaan katalis paladium secara signifikan meningkatkan laju reaksi dan selektivitas reaksi penggandengan silang.
Perlu dicatat bahwa dalam penggandengan Kumada yang dikatalisis paladium, langkah adisi oksidatif yang menentukan laju reaksi sering kali lebih lambat daripada yang terjadi dalam sistem yang dikatalisis nikel, yang juga merupakan salah satu karakteristik katalisis paladium.
Mekanisme Katalitik Nikel
Dibandingkan dengan katalisis paladium, katalisis nikel lebih tidak pasti, dan mekanisme spesifiknya dapat bervariasi dalam kondisi reaksi yang berbeda dan ligan nikel yang berbeda. Meskipun demikian, mekanisme umum sistem yang dikatalisis nikel masih dapat dibandingkan dengan paladium. Dalam kondisi tertentu, siklus katalitik nikel diyakini melibatkan intermediet kompleks Ni(II)-Ni(I)-Ni(III), yang dapat membuat keseluruhan proses menjadi lebih rumit.
Ruang Lingkup Aplikasi
Kopling Kumada banyak digunakan dalam industri farmasi, misalnya, sintesis obat hipertensi Aliskiren adalah contoh yang menonjol. Reaksi ini tidak hanya meningkatkan hasil sintesis, tetapi juga menunjukkan operabilitas yang baik dalam produksi skala industri.
Selain itu, penggandengan Kumada telah menunjukkan harapan besar dalam sintesis polimer terkonjugasi dengan aplikasi potensial, seperti polialkiltiofena (PAT), yang sangat penting untuk sel surya organik dan dioda pemancar cahaya.
Sejak 1992, telah terjadi kemajuan signifikan dalam teknologi sintesis polimer menggunakan metode penggandengan Kumada. Metode sintesis, yang awalnya perlu dilakukan dalam kondisi di bawah nol, kini telah ditingkatkan agar dapat dilakukan pada suhu ruangan, yang tidak hanya meningkatkan efisiensi tetapi juga membuat proses sintesis lebih ramah.
Arah Penelitian Masa Depan
Seiring dengan terus dilakukannya penelitian mendalam oleh komunitas ilmiah tentang mekanisme reaksi Kumada, sistem katalis yang lebih efisien dan selektif dapat dikembangkan di masa mendatang, dan bahkan dapat memainkan peran yang lebih besar dalam berbagai sintesis organik. Bagaimana evolusi reaksi ini akan mengarah pada babak baru terobosan dalam teknologi sintesis kimia? Apakah ini layak untuk diantisipasi?
