Химики из Индии обнаружили, что комплекс золота с фосфорно-азотным лигандом катализирует реакцию Хека — сочетание арилгалогенидов с алкенами. Ученым удалось достигнуть высокой региоселективности процесса, а также предложить его механизм на основе экспериментов с дейтериевыми метками.

Препринт опубликован на портале ChemRxiv.org.

Реакция Хека была одной из первых в серии палладий-катализириуемых реакций сочетания, открытых в конце 20-го века. Она представляет собой сочетание алкена и арилгалогенида, в результате которого образуется другой алкен.

Реакция идет под действием палладиевого катализатора, который в начале процесса присоединяется к арилгалогениду по связи углерод-галоген. Получившаяся частица реагирует с алкеном с образованием связей углерод-палладий и углерод-углерод (стадия карбопалладирования). Дальше происходит бета-гидридное элиминирование — отщепление атома водорода от атома углерода с образованием целевого алкена и связи палладий-водород. Чтобы гидридный комплекс палладия превратился в исходную каталитическую частицу, в реакционную смесь обычно добавляют основание, например, ацетат калия.

Несмотря на то, что реакцию Хека открыли довольно давно, проводить ее региоселективно — то есть с образованием одного продукта — получается не всегда. Дело в том, что если во время бета-гидридного элиминирования отщепляться может два разных атома водорода, в реакции может образоваться два трудноразделимых продукта. А если в исходном алкене есть длинная углеродная цепь, палладий после элиминирования может снова присоединиться к двойной связи, а потом снова отщепиться — этот процесс получил название «хождение по цепи» (chain-walking) и приводит к образованию нежелательных продуктов реакции.

Чтобы преодолеть эти проблемы реакции Хека, ученые пробуют проводить ее на разных металлах. Так, химики под руководством Нитина Патила (Nitin T. Patil) обнаружили, что она может идти в присутствии комплексов золота с лигандами, способными связываться с металлом двумя атомами — фосфором и азотом.