Các phản ứng ghép Sonogashira được sử dụng và phát triển bởi Kenkichi Sonogashira , Yusuo Tohda và Nobue Hagihara vào năm 1975. Đây là sự mở rộng của phản ứng Cassar, Dieck và phản ứng Heck. Hai phản ứng này cho sản phẩm tương tự như phản ứng Sonogashira nhưng sử dụng các điều kiện khắc nghiệt hơn. Phản ứng Cassar, Dieck và phản ứng Heck đều sử dụng 1 chất xúc tác là phức của Pd, còn phản ứng Sonogashira sử dụng đồng thời cả xúc tác Pd và Cu. Điều này làm tăng khả năng phản ứng của các chất và phản ứng có thể xảy ra ở nhiệt độ phòng. Do đó phản ứng Sonogashira giúp cho sự ankyl hóa các aryl và dẫn xuất halogen thuận lợi hơn.
Phản ứng Sonogashira có thể mô tả ngắn gọn như sau:
R’: Aryl, Vinyl X= I, Br, Cl, OTf
Hình I.3.32. Sơ đồ miêu tả cơ chế phản ứng Sonogashira Phản ứng Sonogashira gồm các giai đoạn như sau:
-Giai đoạn(I) cộng oxy hóa: xúc tác Pd2+ được hoạt hóa khử về trạng thái Pd(0) sau đó là sự ghép tách dẫn xuất halogen RX vào Pd(0)L2 chuyển thành phức 1 nhân 4 phối tử có chứa cả phối tử ban đầu và R, X đồng thời giai đoạn này xảy ra sự oxi hóa
từ Pd(0) thành Pd(II).
-Giai đoạn (II): Giai đoạn trao đổi kim loại: Phản ứng giữa phức Paladi(II) ở trên với Cu R để ghép liên kết ba vào phức Paladi.Trước đó là phản ứng của CuX với bazơ và amin để tạo ra Cu R.
-Giai đoạn (III):Phức Paladi ở trên lại tiếp tục tham gia phản ứng đồng phân hóa
-Giai đoạn (IV): Cuối cùng, xảy ra quá trình tách khử hợp chất phức paladi(II) ở trên để tạo ra sản phẩm ghép R≡R, giải phóng ra xúc tác Paladi.
Chất xúc tác: Phản ứng sử dụng xúc tác là các hợp chất Paladi như Pd(PPh3)4, Pd(PPh3)2Cl2…
Muối đồng(I), ví dụ CuI, phản ứng với ankin tạo ra đồng axetyl, hoạt động như một chất kích hoạt cho phản ứng ghép xảy ra.
Dung môi thường là các amin. Amin vừa đóng vai trò là dung môi, vừa là bazơ trung hòa hiđrohalogen sinh ra trong phản ứng. Có thể dùng DMF, ete làm
dung môi, K2CO3, Cs2CO3 làm bazơ. Amin thường được dùng dư trong quá trình thực hiện phản ứng.
Khi cùng gốc R, khả năng tham gia phản ứng của dẫn xuất halogen phụ thuộc vào gốc X khả năng phản ứng như sau : I >Otf (CF3SO3-) > Br >> Cl
Phản ứng Sonogashira thường thực hiện ở nhiệt độ không quá cao.
Trong quá trình thực hiện phản ứng Sonogashira, sự có mặt của CuI có thể dẫn đến sự đime hóa các ankin tham gia phản ứng. Đây chính là phản ứng ghép Glaser. Chính phản ứng này tạo ra các sản phẩm không mong muốn. Do đó phản ứng Sonogashira phải được thực hiện trong điều kiện bão hòa khí trơ.