바이서널 이관능화

Vicinal difunctionalization

바이서널 이관능화는 인접한 두 중심(가장 일반적으로 탄소)에서 변형과 관련된 화학 반응을 말한다.이러한 변환은 β-위치에 친핵체를 공역 첨가한 후 β-불포화 카르보닐 화합물에서 α-위치에 전기 친핵체를 포집함으로써 달성될 수 있다.친핵체가 에놀라트이고 친전자체가 양성자일 때, 그 반응은 마이클 [1]부가라고 불린다.

서론

바이시날 이관능화 반응은, 가장 일반적으로, 두 개의 인접한 탄소 원자에 새로운 결합을 일으킨다.이것은 스테레오 제어 방식으로 발생하는 경우가 많은데, 특히 Diels-Alder 반응과 같이 두 결합이 동시에 형성되는 경우에는 더욱 그렇습니다.활성 이중 결합은 친핵성과 친전자성 역할을 모두 할 수 있기 때문에 바이서널 이관능화에 유용한 핸들을 나타냅니다. 즉, 한 탄소는 필연적으로 전자가 부족하고 다른 탄소는 전자가 풍부합니다.친핵체와 친전자체가 있을 때, 이중 결합의 두 개의 탄소는 "릴레이" 역할을 할 수 있으며, 일반적인 결합이 아닌 두 개의 화학적 결합의 형성과 함께 친핵체에서 친전자 친전자로의 전자 흐름을 중개합니다.

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이러한 맥락에서 사용되는 친핵체는 유기 금속 화합물이고 전자 친핵체는 알킬 할로겐화물이다.

메커니즘 및 입체화학

일반적인 메커니즘

이 메커니즘은 불포화 카르보닐 화합물에 대한 β-핵호성 첨가와 그에 따른 에놀라트의 α-탄소에서의 친전자 치환의 두 단계로 진행된다.

친핵체가 유기 금속 시약일 경우 첫 번째 단계의 메커니즘은 달라질 수 있습니다.반응이 이온성 메커니즘에 의해 일어나는지 아니면 래디칼 메커니즘에 의해 일어나는지 [2]불분명하다.연구결과에 따르면 두 번째 단계는 심지어 전자 편성의 감소 잠재력이 [3]낮을 때 단일 전자 전달을 통해 진행될 수 있습니다.이온 중간체를 포함하는 일반적인 스킴은 다음과 같습니다.

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리튬 유기업레이트는 에논에 산화첨가하여 유기코퍼(II)종을 환원제거한 후 β-치환된 [4]에놀레이트를 얻는다.

어느 경우든 제2단계는 에놀라트와 친전자와의 반응으로 모든 경우에 잘 설명된다.β 첨가 후 초기 형성된 에놀라트가 보호되는 경우 두 단계는 별개의 실험 작업으로 수행될 수 있다.단, 두 단계가 구별되지 않을 경우 에놀라트의 대향은 친핵성 시작물질의 대향에 의해 결정되며 에놀라트의 반응성에 큰 영향을 미칠 수 있다.

입체화학

입체적 접근 제어는 켤레 부가 반응에서 공통적이다.따라서 순환 기질에서는 α-탄소와 β-탄소의 치환기 간 전이 관계가 일반적이다.특히 에피머라이즈가 발생할 수 있는 경우 α 위치에서의 설정은 예측하기 어렵습니다.스테릭 어프로치 제어에 근거해, 새로운 α-치환물이 새로운 β-치환물로 전이하는 것이 예측되며, 이것은 많은 [5]경우에 관찰된다.

(3)

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범위 및 제한

핵친위체 및 전자친위체

유기코퍼 시약은 β 첨가 단계에서 가장 일반적인 친핵체이다.이러한 시약은 구리(I) 또는 구리(I)를 사용하여 Gridnard 시약의 존재 하에서 촉매적으로 생성될 수 있습니다.II)[6] 소금

(4)

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구리 시약은 화학량학적으로도 사용될 수 있으며, 이들 중 유기 업레이트가 가장 일반적이다(해당 중성 유기 코퍼(I) 화합물보다 반응성이 높다).구리산염 대항은 첨가 및 후속 에놀레이트 반응에 미묘한 방식으로 영향을 [7]미칠 수 있습니다.고차 구리산염이 포함된 첨가물은 알킬화 [8]전에 할로겐화 실릴로 담금질해야 한다. (5)

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비대칭 구리산염이 사용될 경우 탄소-구리 결합의 s 특성이 적은 그룹은 거의 항상 β 위치로 이동된다.단,[9] 몇 가지 예외가 있습니다.아래 예에서는 THF에서 반응을 진행하면 비닐 부분이 전달되는 반면 다른 용제는 메틸 전이를 촉진하였다.

(6)

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에놀레이트는 또한 근이관능화 반응을 위한 친핵체로 사용될 수 있다.단순한 마이클 첨가(에놀라트 중간체의 양성자화를 정점으로 함)를 방지하기 위해, 전자 친필에 의한 포획은 [10]분자 내여야 한다.

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친전자성(electrophile)에 대한 고려는 첫 번째 단계 이후에 생성된 켤레 에놀라트의 특성을 고려해야 한다.특히 구리산염 첨가와 관련된 경우에는 비교적 반응성이 높은 알킬화제를 사용해야 한다(구리산염 첨가로 인한 에놀레이트는 종종 반응성이 없다).C-알킬화를 원할 경우 친산화성 전자파일은 피해야 한다.전자 친필은 또한 에놀라트에 의해 탈양성자가 될 수 있을 만큼 산성 수소가 부족해야 한다.

α,β-불포화 카르보닐 화합물

고리형α,β-불포화케톤은 바이서널 이관능화에 가장 일반적으로 사용되는 기질이다.이들은 비순환적 유사체보다 반응성이 더 높고 알데하이드보다 직접 첨가되지 않는 경향이 있다.아미드 및 에스테르를 사용하여 직접 첨가하는 것이 경쟁적일 수 있는 경우(유기석소 [11]화합물 첨가와 같이) 켤레 첨가를 촉진할 수 있다.

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첨가 단계는 입체 효과에 매우 민감하기 때문에 β-치환 성분은 반응을 늦출 가능성이 높다.아세틸렌 기질과 알렌 기질이 반응하여 불포화 상태가 [12][13]유지된 제품을 생성합니다.

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모의 응용 프로그램

불포화 카르보닐 화합물의 부가적 이관능화의 많은 예가 문헌에 존재한다.하나의 예에서는 불포화 락톤1의 이소스테가네로 가는 도중에 불포화 락톤1의 이관능화를 이용했다.이 변혁은 [14]단숨에 이루어졌습니다.

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이 반응은 적당한 수준의 스테레오 제어를 가진 두 개의 새로운 결합을 생성하기 때문에 고도로 수렴된 합성 방법을 나타냅니다.

실험 조건 및 절차

일반적인 상태

켤레 첨가에 사용되는 유기금속 핵친위체는 가장 자주 제자리에 준비된다.무수 장비와 불활성 대기의 사용이 필요하다.이러한 인자는 때때로 제어가 어렵고 새로 제조된 시약의 강도가 크게 다를 수 있으므로 시약의 순도를 검증하기 위해 적정 방법이 필요하다.많은 효율적인 적정 방법론이 존재합니다.[15]

일반적으로 바이서널 디관능화는 중성 보호 에놀라트의 중간 없이 하나의 포트에서 수행됩니다.단, 특정 경우에는 β 첨가의 중간물질을 보호해야 할 수 있다.그러나 이 지점에 도달하기 전에 용매 및 친핵 스크린, 첨가 조정 순서 및 대항 조정을 통해 카르보닐 화합물, 친핵성 및 알킬화(또는 아실화)제의 특정 조합에 대해 원포트 프로세스를 최적화할 수 있습니다.두 단계 사이의 용제 조정은 일반적입니다. 한 가지 용제를 사용할 경우 테트라히드로프랑을 선택할 수 있습니다.켤레 첨가 단계에는 극성 비프로톤 용제를 피해야 합니다.온도와 관련하여 공역 첨가는 보통 낮은 온도(-78°C)에서 수행되며 알킬화는 약간 높은 온도(0~30°C)에서 수행됩니다.반응성이 낮은 알킬화제는 실온이 필요할 수 있습니다.

순서의[16] 예

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4.25 g(50 mmol)에 4,4-디메틸-2-시클로헥센-1-One, 0.5 g(5.6 mmol)의 구리 시안화물을 아르곤 하부에서 -23° 디에틸 에테르 400 mL에 100 mL(디에틸 에테르 내 약 0.75 M)를 첨가하였다.클로로포름산메틸(8 mL, 100 mmol)을 첨가하여 -23°에서 1시간, 상온에서 0.5시간 교반하였다.염산(100 mL, 2.0 M)을 첨가하여 유기상을 분리하여 황산마그네슘으로 건조시킨다.용매를 제거하고 5% 디에틸 에테르-석유 에테르를 사용하여 실리카 겔에 잔류물을 크로마토그래피하여 메틸 3,3-디메틸-6-옥소-2-[5-(트리메틸실릴)-4-펜티닐]시클로헥산카르복실레이트, 9.66g(60%)를 생성하였다.IR 2000, 2140, 1755, 1715, 1660, 1615, 1440, 1280, 1250, 1225, 1205 및 845cm–1, 1H NMR(CDCl3) δ 0.13(s, 9H), 0.93(s, 3H), 1.02(s, 3H), 11.2(M)항문, 산술18303: C, 67.05, H, 9.4.발견: C, 67.1, H, 9.65.

레퍼런스

  1. ^ M. J. 챕델레인; M. Org. 헐스 반응. 1990, 38, 227-294. doi: 10.1002/0471264180. 또는 038.02
  2. ^ Corey, J.; Boaz, W. 4면체 Lett., 1985, 6015; 6019.
  3. ^ 애쉬비, C; 아그로풀로스, 노스캐롤라이나 주사면체 Lett., 1984, 7.
  4. ^ Hanna, J.; Smith, J. 4면체 Lett, 1975, 187.
  5. ^ Y. 이토, M. 나카츠카, T.J.암. 화학, 1982년, 104, 7609호
  6. ^ J.-B. Wiel, F.루삭, 황소. SOC. 침. 1979년 2월 273일
  7. ^ P. 리비에르, H. 탕, W. 4면체 Let. 1977, 3879.
  8. ^ F.T. 루오, E.네기시, J. Org 1985년, 50년, 4762년
  9. ^ 포스너, H.; 휘튼, E.; 스털링, J.; 브루넬, J. 4면체 Lett., 1974, 2591.
  10. ^ 알렉사키스, A.; 챕델레인, J.; 포즈너, H. 4면체 레트, 1978, 4209.
  11. ^ 프랭크, 버지니아, 바트, 서브라마니안, S. J. 암 화학, 1986년, 108년, 2455년
  12. ^ 칼슨, M., 오일러, R., 피터슨, R. J. 조직 1975년, 40년, 1610년
  13. ^ 베르트랑, M.; 길, G.; 비알라, J. 4면체 Lett., 1977, 1785.
  14. ^ Damon, R.E., Schresinger, R.H., Blount, J. J. Org. 1976년, 41, 3772년
  15. ^ 립튼, F., 소렌센, M., 새들러, C.; 샤피로, H. J. 오르가노메트 1980년, 186년, 155년
  16. ^ 잭슨, P.; 레이, V.J. 화학 Soc., Perkin Trans. 1981년, 1516년