Language
Country/Area
No result found
Tahukah Anda? Cara menggunakan katalis nikel untuk menciptakan revolusi besar dalam bidang kimia pada tahun 1972!
Dalam kimia organik, reaksi penggandengan Kumada merupakan reaksi penggandengan silang penting yang dapat secara efektif menghasilkan ikatan karbon-karbon. Reaksi ini berlangsung melalui reaksi reagen Grignard dengan halogen organik, dan katalis logam transformasi, terutama nikel atau paladium, digunakan secara luas untuk menggabungkan dua gugus alkil, aril atau vinil. Pada tahun 1972, dua ilmuwan, Robert Corriu dan Makoto Kumada, secara independen melaporkan reaksi ini, yang menjadikan penggandengan Kumada sebagai alat penting untuk mendorong sintesis ikatan karbon-karbon dan terus memainkan peran penting dalam aplikasi sintetis. Peran seperti sintesis aliskiren, obat yang menurunkan hipertensi, dan politiofena dalam perangkat elektronik organik.
"Penggabungan Kumada sangat penting dalam bidang sintesis kimia karena menyediakan rute universal untuk sintesis ikatan karbon-karbon yang efisien."
Sejarah
Sejarah penggabungan Kumada dapat ditelusuri kembali ke tahun 1941, ketika Morris S. Kharasch dan E. K. Fields melakukan penelitian tentang katalis kobalt. Namun, pada tahun 1971, penelitian lebih lanjut tentang karya ini oleh Tamura dan Kochi menunjukkan kelayakan katalis perak, tembaga, dan besi. Meskipun demikian, metode awal ini menghasilkan hasil yang rendah karena pembuatan produk yang digabungkan secara bersamaan yang membosankan. Pada tahun 1972, dua kelompok peneliti, Corriu dan Kumada, secara bersamaan menerbitkan penelitian tentang penggunaan katalis nikel. Hasil ini dengan cepat memajukan potensi penerapan reaksi ini. Pada tahun 1975, Murahashi dan yang lainnya memperkenalkan katalis paladium, yang selanjutnya memperluas cakupan reaksi.
Mekanisme reaksi
Katalisis paladium
Berdasarkan pemahaman saat ini, reaksi penggandengan Kumada yang dikatalisis paladium diyakini serupa dengan mekanisme penggandengan silang lainnya. Siklus katalitiknya melibatkan keadaan oksidasi paladium, termasuk paladium (0) dan paladium (II). Awalnya, katalis Pd(0) yang kaya elektron menyisipkan diri ke dalam ikatan R–X organohalogen dan mengalami adisi oksidatif untuk membentuk kompleks organo-Pd(II). Selanjutnya, transmetalasi dengan reagen Grignard membentuk kompleks organologam heterogen. Sebelum melanjutkan ke langkah berikutnya, isomerisasi diperlukan untuk mengubah ligan organik ke posisi yang berdekatan satu sama lain. Akhirnya, reaksi eliminasi reduktif yang membentuk ikatan karbon–karbon dan melepaskan produk penggandengan silang meregenerasi katalis Pd(0).
Katalisis Nikel
Pemahaman saat ini tentang mekanisme reaksi penggandengan Kumada yang dikatalisis nikel masih terbatas, karena reaksi ini dapat menunjukkan mekanisme yang berbeda tergantung pada kondisi reaksi dan ligan nikel yang berbeda. Secara umum, penggandengan Kumada yang dikatalisis nikel juga dapat dianalogikan dengan mekanisme reaksi paladium, tetapi terkadang penjelasan yang sama tidak dapat digunakan untuk menjelaskan semua fenomena yang diamati. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa nikel dapat membentuk siklus katalitik Ni(II)-Ni(I)-Ni(III).
Aplikasi
Sintesis Aliskiren
Reaksi penggandengan Kumada memiliki potensi aplikasi yang luas dalam proses industri skala besar, seperti sintesis obat. Reaksi ini digunakan untuk membangun kerangka karbon aliskiren, obat yang digunakan untuk mengobati tekanan darah tinggi.
Sintesis politiofena
Selain itu, penggandengan Kumada telah menunjukkan potensi dalam sintesis polimer terkonjugasi, seperti polialkiltiofena (PAT), yang memiliki beragam aplikasi dalam sel surya organik dan dioda pemancar cahaya (LED). Pada tahun 1992, McCollough dan Lowe mengembangkan sintesis pertama polialkiltiofena yang direformasi menggunakan skema penggandengan Kumada, dan sejak saat itu hasil dan kondisi sintesis ini telah ditingkatkan.
Munculnya reaksi penggandengan Kumada telah mengubah pola sintesis organik dan mendorong penelitian serta aplikasi dalam komunitas kimia. Akankah semakin banyak metode reaksi inovatif yang dikembangkan di masa mendatang untuk terus mendorong kemajuan dan pengembangan kimia?
