코리-하우스 합성

Corey–House synthesis

코리-하우스 합성(코리-포스너라고도 함)화이트사이즈-하우스 리액션 및 기타 순열)은 오가닐(시사)할라이드(R'X)와 함께 리튬 디오르가닐쿠프레이트(RCuLi2)가 반응하여 새로운 알칸을 형성하는 유기반응과 더불어 잘못 정의된 오르가노코퍼 종과 리튬할라이드를 부산물로 사용하는 유기반응이다.[1][2][3]

Li+[R–Cu–R]– + R'–X → R–R' + "RCU" + LiX+–

원칙적으로 오르가늄이나 그리그나드 시약과 같은 카르바니온 등가물은 핵소성 대체 반응에서 알킬 할라이드와 직접 반응(구리 없이)하여 새로운 탄소-탄소 결합을 형성할 수 있다. 그러나 핵분열로 금속 아세틸라이드를 사용하는 것 외에도, 그러한 과정은 금속-할로겐 교환 및/또는 많은 양의 감소 또는 제거 측면 제품의 형성으로 인해 실제로 잘 작동하지 않는다.[4] 이 문제에 대한 해결책으로 코리-하우스 반응은 두 알킬 그룹 또는 알킬 그룹과 아릴 그룹이 결합하는 일반적이고 높은 항복 방법을 구성한다.

범위

그 Corey-House 합성의 범위는 질겨서 리튬 diorganylcuprates의 범위와organyl(의사)할로겐 화물(RX, R)메틸, 벤질, 알릴 형, 1°, 또는 순환 2°알킬, 아릴 또는 alkenyl 및 X)Br, 나는, OTs, 또는 OTf, X)당분이나 지방 말고도 변방)은 nucleophil로 연결하겠습니다(R2CuLi, R=1°, 2°또는 3알킬, 아릴 또는 alkenyl)입니다.ic 및 전기영역 커플링 파트너.[5][6] 반응은 보통 실온이나 지하 용매에서 일어난다. Corey-House 합성은 적용 가능한 연결 파트너의 광범위한 범위, 기능 그룹 내성 및 운영 단순성 때문에 복잡한 유기 분자의 합성을 위한 강력하고 실용적인 도구다. 단, 제한사항으로 방해(2° 또는 3°) 알킬 할로겐화물은 일반적으로 성공적이지 못하거나 코리-하우스 합성을 위해 저수익 기판이 있다. 또한 알키닐쿠프레이트는 통상적인 연결 조건에서 일반적으로 불활성이다. 아릴-아릴 결합의 단조는 또한 비효율적이며 팔라듐 촉매제를 사용하여 훨씬 더 효과적으로 달성된다.

반응 프로세스 및 메커니즘

코리-하우스 합성에는 알킬 할로겐에서 필요한 길만 시약을 준비하기 위한 두 가지 예비 단계가 선행된다. 첫 번째 단계에서 알킬 할리드는 건성 에테르에 리튬 금속으로 처리하여 알킬리튬 시약인 RLi를 준비한다. 석회화 단계에 대한 시작 알킬 할로겐은 1차, 2차 또는 3차 알킬 염화물, 브롬화물 또는 요오드화물이 될 수 있다.

R–X + 2Li° → RLi + Li+X–

두 번째 단계에서는 길만 시약(아이오와 주립대학의 헨리 길먼(Henry Gilman)의 이름을 따서 명명된 리튬 다이얼킬쿠프레이트가 투과 반응으로 알킬리튬으로부터 준비된다.

2RLi + CuI → Li+[R–Cu–R]– + LiI

알킬리튬 시약 사용이 기능 그룹 비호환성에 의해 배제되는 경우, 다른 금속(예: Mg, Zn, Al, B)으로부터의 투과가 유기농 시약 준비의 대안으로 고려될 수 있다.

코리-하우스 합성과정은 오르가노코퍼 시약, 대개 위에서 준비한 리튬 다이얼킬쿠프레이트, 제2알킬(시스두)할라이드 또는 아릴 요오드화물의 반응이다. 이로써 두 유기 파편 사이에 C-C 결합이 형성된다.

Li+[R–Cu–R]– + R'–X → R–R' + "RCU" + LiX

스토이치측정법에서 볼 때, 코리-하우스 합성의 가장 일반적인 형태에서 R 그룹에 해당하는 하나의 R 그룹이 잘못된 성격의 알킬코퍼 종(대개 중합체, 수성 작업 시 RH로 변환됨)으로 낭비되는 것이 명백하다. R이 귀중하거나 복잡한 파편인 경우 이를 피하기 위해 시약(RU)(R)CuM, 여기서 R은U 해독 불가능한 더미 리간드(예: RU = cyano, 알키닐, 2-thienyl 등)를 준비하여 대신 사용할 수 있다.

유의할 점은 R과 R이 다르면 교차 제품 R-R'만 획득되고 R-R 또는 R'-R'은 유의한 양으로 형성되지 않는다는 것이다. 그러므로 코리-하우스 반응은 교차 결합 반응의 한 예다. 사실, 코리-하우스 합성은 금속 매개(또는 촉매, 아래 참조) 교차 결합 반응 중에서 발견되는 가장 초기 전이 반응 중 하나이다.

알킬브로미이드와 토실레이트의 경우 구성적으로 순수한 알킬 전기소재를 사용할 때 구성의 역전이 관찰된다. 이 반응은 구리(III) 종을 주기 위해 S2와 같은 메커니즘을N 통해 진행되며, 구리(III) 종은 결합 제품을 주기 위해 환원적 제거를 거친다. 알킬 요오드화물을 사용하면 구성의 앞다퉈 관찰되고, 올레핀 테더로 알킬 요오드화물에 대해 사이클화 제품이 형성되는 것이 관찰되는데, 둘 다 활성산소의 관여를 나타낸다.

이러한 반응이 성공하기 위해서는 알킬(시료도)할라이드 커플링 파트너가 메틸, 벤질릭, 아군, 1° 알킬 또는 2° 사이클로알킬이어야 한다는 점에 유의해야 한다. 대부분의 경우 3° 및 2° 반복 전기영동은 불만족스러운 결과를 제공한다. (단, 2° 전기영향을 성공적으로 사용할 수 있도록 최근 수정한 내용은 아래를 참조하십시오.) 반면에 3° 및 기타 갈기 알킬 시약을 포함하여 강직적으로 방해를 받는 오르가노코퍼 시약은 일반적으로 용인된다.[7] 그러나 일반적으로 전이 금속이 없을 때 핵소화 대체 과정을 거치지 않는 아릴브로미이드, 요오드화물과 설폰산염은 결합 파트너로서 성공적으로 사용할 수 있다.[6]

촉매 버전

1971년, 코치는 그리그나드 시약과 알킬브로미드가 촉매제 양인 리튬 테트라클로로크업레이트()를 이용해 결합할 수 있다고 보고했다.슐로저와 푸케에 의해 알킬토실레이트로 확장된 공정 II.[8][9][10] 촉매 과정에서 그리그나드 시약은 구리 소금 또는 복합체와 함께 전달되어 촉매 매개체로 유기농을 생성하며, 그 다음 (시뇨)할라이드 전기생성기와 반응을 거쳐 결합 제품을 형성하고 구리를 방출하고 촉매 사이클을 완료한다.

Kochi-Schlosser coupling.png

최근 발견된 조건 하에서 TMEDA를 기본 첨가물로 구리와 리튬 메톡사이드의 리간드로 사용하여 1°, 2°, 3° 그리그나드 시약과 1°, 2° 알킬 브로마이드를 결합하고 거의 배타적인 스테레오 인버젼으로 높은 수율의 토시라이트를 결합할 수 있게 되었다. β-브래칭 2° 알킬 토실레이트 조차도 적당한 수율의 커플링 제품을 주기 위해 반응하여 촉매 코리-하우스 합성(Kochi-Schlosser coupling)의 범위가 크게 확장된다.[11]

배경

오르가노코퍼 화합물과 아일브롬화물의 결합은 1936년에 이르면 헨리 길먼(아이오와 주립대)에 의해 보고되었지만,[12] 이러한 반응은 4명의 유기화학자에 의해 충분히 개발되었다(하버드 2명, MIT 2명).

참고 항목

참조

  1. ^ Posner, G. H. (1975). "Substitution Reactions using Organo Copper Reagents". Organic Reactions. Vol. 22. pp. 253–400. doi:10.1002/0471264180.or022.02. ISBN 978-0471264187.
  2. ^ Corey, Elias J.; Posner, Gary H. (19 July 1967). "Selective formation of carbon-carbon bonds between unlike groups using organocopper reagents". Journal of the American Chemical Society. 89 (15): 3911–3912. doi:10.1021/ja00991a049.
  3. ^ House, Herbert O.; Respess, William L.; Whitesides, George M. (1 October 1966). "The Chemistry of Carbanions. XII. The Role of Copper in the Conjugate Addition of Organometallic Reagents". The Journal of Organic Chemistry. 31 (10): 3128–3141. doi:10.1021/jo01348a012.
  4. ^ 단, 현장에서 생성된 오르간소듐 시약이 알킬 할로겐화물과 반응하는 경우는 우르츠 커플링을 참조한다.
  5. ^ Lipshutz, Bruce H. (2002). Schlosser, Manfred (ed.). Organometallics in Synthesis: A Manual. Wiley. pp. 665–815. ISBN 978-0471984160.
  6. ^ a b Whitesides, George M.; Fischer, William F.; San Filippo, Joseph; Bashe, Robert W.; House, Herbert O. (1969-08-01). "Reaction of lithium dialkyl- and diarylcuprates with organic halides". Journal of the American Chemical Society. 91 (17): 4871–4882. doi:10.1021/ja01045a049. ISSN 0002-7863.
  7. ^ 일반적인 예에서, 리튬 디부틸쿠프레이트는 2-브로모펜탄과 반응하여 커플링 제품을 12%의 수율만으로 제공한다. 그러나 아릴 유도 컵레이트 시약은 성공적으로 반응할 수 있다. 예를 들어, 리튬 디페닐쿠프레이트는 (R)-2-브로모부탄(73-78% ee)과 반응하여 (S)-2-페닐부탄(67-68% ee)을 67-87%의 수율(84-92% 스테레오인버전)에서 감당할 수 있다.
  8. ^ TAMURA, M.; KOCHI, J. (1971-01-01). "Coupling of Grignard Reagents with Organic Halides". Synthesis. 1971 (6): 303–305. doi:10.1055/s-1971-35043. ISSN 0039-7881.
  9. ^ Kochi, Jay K. (1978). Organometallic Mechanisms and Catalysis. New York: Academic Press. pp. 381–386. ISBN 978-0-12-418250-9.
  10. ^ Fouquet, Gerd; Schlosser, Manfred (1974-01-01). "Improved Carbon-Carbon Linking by Controlled Copper Catalysis". Angewandte Chemie International Edition in English. 13 (1): 82–83. doi:10.1002/anie.197400821. ISSN 1521-3773.
  11. ^ Yang, Chu-Ting; Zhang, Zhen-Qi; Liang, Jun; Liu, Jing-Hui; Lu, Xiao-Yu; Chen, Huan-Huan; Liu, Lei (2012-07-11). "Copper-Catalyzed Cross-Coupling of Nonactivated Secondary Alkyl Halides and Tosylates with Secondary Alkyl Grignard Reagents". Journal of the American Chemical Society. 134 (27): 11124–11127. doi:10.1021/ja304848n. ISSN 0002-7863. PMID 22734716.
  12. ^ Gilman, Henry; Straley, James M. (2010). "Relative reactivities of organometallic compounds. XIII. Copper and silver". Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas. 55 (10): 821–834. doi:10.1002/recl.19360551003. ISSN 0165-0513.