Stephens-Castro-Kupplung

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Die Stephens-Castro-Kupplung ist eine organisch-chemische Namensreaktion. Die Reaktion wurde 1963 von den Chemikern Charles E. Castro und Robert D. Stephens entdeckt.[1][2] Sie entwickelte sich bis heute zu einem wichtigen Synthesewerkzeug in der organischen Synthese und der kombinatorischen Synthese in der Medizinalchemie.

Die Reaktion ähnelt der Rosenmund-von Braun-Reaktion (1916), in der ein Arylhalogenid mit Kupfer(I)-cyanid zum Arylnitril reagiert. Die Sonogashira-Kupplung (1975), bei der das Kupferacetylid in situ hergestellt wird und die Kreuzkupplung mit einem Palladiumkatalysator durchgeführt wird, ist als Weiterentwicklung der Stephens-Castro-Kupplung anzusehen.

Die Stephens-Castro-Kupplung erfolgt durch Umsetzung des Kupferacetylides mit einem Arylhalogenid in Anwesenheit von Pyridin. Dabei entsteht durch Knüpfung einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung ein aromatisches Alkin.

Übersicht der Stephens-Castro-Kupplung

Reaktionsmechanismus[Bearbeiten]

Der Reaktionsverlauf geht vom terminalen Alkin aus. Dieses wird zuerst vom Kupfer(I)-Ion durch Bildung eines π-Komplexes assoziiert. Durch den dadurch entstandenen erheblichen Elektronenmangel am Alkin wird der pKa-Wert von ca. 30 auf unter 9 gesenkt. Durch diese Aktivierung kann das Alkin im Folgeschritt deprotoniert werden; hierzu wird Pyridin verwendet. Gleichzeitig bildet sich eine Kupfer(I)-organische Verbindung, an die das Aryliodid oxidativ addiert. Die dadurch gebildete, wenig stabile Kupfer(III)-Verbindung zerfällt in einem schnellen Folgeschritt durch reduktive Eliminierung zum Arylalkin und Kupfer(I)-iodid, das zur Assoziation eines neuen terminalen Alkins zur Verfügung steht. Auf diese Weise wird der Katalysator wiederhergestellt.

Nachteile[Bearbeiten]

Der Nachteil der Stephens-Castro-Kupplung besteht in den stöchiometrisch anfallenden Mengen an Kupferacetyliden wodurch Explosionsgefahr besteht. Als weiterer Nachteil ist die Verwendung von siedendem Pyridin anzusehen. Aus diesen Gründen werden daher heutzutage die Sonogashira-Kupplung, die Stille-Kupplung oder ähnliche Reaktionen bevorzugt verwendet.

Literatur[Bearbeiten]

  • R. Brückner: Reaktionsmechanismen, 3. Auflage, Spektrum Akad. Verlag, München, 2004, S. 691. ISBN 3-8274-1579-9

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. R. D. Stephens und C. E. Castro: The Substitution of Aryl Iodides with Cuprous Acetylides. A Synthesis of Tolanes and Heterocyclics J. Org. Chem.; 28 (1963) 3313–3315, doi:10.1021/jo01047a008.
  2. D. C. Owsley und C. E. Castro: Substitution of Aryl Halides with Copper(I) Acetylides: 2-Phenylfuro[3,2-b]Pyridine. In: Organic Syntheses, 1972, 52, S. 128, doi:10.15227/orgsyn.052.0128; Coll. Vol. 6 (1988), S. 916 (PDF).