Synteza Coreya-House'a - Corey–House synthesis

Nie mylić z serialem komediowym Cory in the House z 2007 roku .

Corey-House syntezowego (również nazywany reakcji Coreya-Posner-Whitesides-House i inne kombinacje) jest reakcji organicznej , który obejmuje reakcję litu diorganylcuprate (R 2 Culi) z organyl (pseudo) halogenków (R'X) w celu utworzenia nowego alkanu , a także źle zdefiniowanych gatunków miedzi organicznej i halogenku litu jako produktów ubocznych.

Li + [R – Cu – R] - + R'– X → R – R '+ "RCu" + Li + X -

Zasadniczo równoważnik karboanionu, taki jak odczynnik litoorganiczny lub odczynnik Grignarda, może reagować bezpośrednio (bez miedzi) z halogenkiem alkilu w reakcji podstawienia nukleofilowego, tworząc nowe wiązanie węgiel-węgiel. Jednak poza zastosowaniem acetylenków metali jako nukleofilów, taki proces rzadko sprawdza się w praktyce ze względu na wymianę metal-halogen i / lub tworzenie dużych ilości ubocznych produktów redukcji lub eliminacji. Jako rozwiązanie tego problemu, reakcja Corey-House'a stanowi ogólną i wysokowydajną metodę łączenia dwóch grup alkilowych lub grupy alkilowej i grupy arylowej.

Zakres

Zakres syntezy Corey-House jest wyjątkowo szeroki, a gama diorganylkupratów litu (R 2 CuLi, R = 1 °, 2 ° lub 3 ° alkil , aryl lub alkenyl ) i organo (pseudo) halogenki (RX, R = metyl , benzyl , allilowy , 1 ° lub cykliczny 2 ° alkil, aryl lub alkenyl i X = Br, I, OTs lub OTf ; X = Cl jest marginalny) ulegną sprzęganiu jako partnerzy sprzęgania nukleofilowego i elektrofilowego, odpowiednio. Reakcja zwykle przebiega w temperaturze pokojowej lub niższej w rozpuszczalniku eterowym. Ze względu na szeroki zakres możliwych do zastosowania partnerów sprzęgających, tolerancję grup funkcyjnych i prostotę obsługi, synteza Corey-House jest potężnym i praktycznym narzędziem do syntezy złożonych cząsteczek organicznych. Jednakże, jako ograniczenia, halogenki alkilu z zawadą przestrzenną (2 ° lub 3 °) są na ogół nieskutecznymi lub nisko wydajnymi substratami do syntezy Corey-House'a. Ponadto alkinylkupraty są generalnie obojętne w zwykłych warunkach sprzęgania. Kucie wiązań arylo-arylowych jest również nieefektywne i znacznie skuteczniej osiągane przy użyciu katalizatora palladowego .

Proces i mechanizm reakcji

Synteza Corey-House jest poprzedzona dwoma wstępnymi etapami w celu przygotowania wymaganego odczynnika Gilmana z halogenku alkilu. W pierwszym etapie halogenek alkilu traktuje się litem metalicznym w suchym eterze w celu przygotowania odczynnika alkilolitowego , RLi. Wyjściowym halogenkiem alkilu w etapie litowania może być pierwszorzędowy, drugorzędowy lub trzeciorzędowy chlorek, bromek lub jodek alkilu:

R – X + 2Li ° → RLi + Li + X -

W drugim etapie, dialkylcuprate litu , znany również jako odczynnik Gilman (nazwany Henry Gilman z Iowa State University ), wytwarza się z alkilolitem potraktowanie jodek miedzi (Cul) w reakcji transmetalację:

2RLi + CuI → Li + [R – Cu – R] - + LiI

Jeżeli użycie odczynników alkilolitowych jest wykluczone z powodu niezgodności grup funkcyjnych, transmetalacja z innych metali (np. Mg, Zn, Al, B) może być rozważona jako alternatywa dla przygotowania odczynnika miedzioorganicznego.

Proces syntezy Corey-House'a to reakcja pomiędzy odczynnikiem organiczno-miedzianym, zwykle dialkilkupranem litu, jak przygotowany powyżej, a drugim (pseudo) halogenkiem alkilu lub jodkiem arylu. Powoduje to utworzenie wiązania C – C między dwoma fragmentami organicznymi:

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

Ze stechiometrii widać, że jeden równoważnik grupy R jest marnowany jako źle scharakteryzowany rodzaj alkilo-miedzi (prawdopodobnie polimeryczny; zwykle przekształcany w RH po obróbce wodnej) w najpowszechniejszej postaci syntezy Corey-House'a. Aby tego uniknąć w przypadkach, gdy R jest cennym lub złożonym fragmentem, odczynnik (R) (R U ) CuM, gdzie R U jest nieprzenoszalnym fikcyjnym ligandem (np. R U = cyjano, alkinyl, 2-tienyl itp.) można zamiast tego przygotować i użyć.

Należy zauważyć, że gdy R i R 'są różne, otrzymywany jest tylko iloczyn poprzeczny R – R'; R – R lub R'– R 'nie powstają w znaczących ilościach. Reakcja Corey-House jest zatem przykładem reakcji sprzęgania krzyżowego. Synteza Corey-House jest w rzeczywistości jedną z najwcześniejszych odkrytych reakcji sprzęgania krzyżowego, w których pośredniczy metal przejściowy (lub katalizowana, patrz poniżej).

W przypadku bromków i tosylanów alkilu, odwrócenie konfiguracji obserwuje się, gdy stosuje się elektrofilowy alkil o czystości konfiguracyjnej. Uważa się, że reakcja przebiega przez mechanizm podobny do S N2 , dając cząstkę miedzi (III), która podlega redukcyjnej eliminacji, dając produkt sprzęgania. Gdy stosuje się jodki alkilu, obserwuje się mieszanie konfiguracji i obserwuje się tworzenie produktów cyklizacji dla jodków alkilu z eterem olefinowym, z których oba wskazują na udział rodników.

Należy zauważyć, że aby ta reakcja przebiegła pomyślnie, alkilowym (pseudo) halogenkowym partnerem sprzęgającym powinien być metyl, benzyl, allil, 1 ° alkil lub 2 ° cykloalkil. W większości przypadków elektrofile 3 ° i acykliczne 2 ° dają niezadowalające wyniki. (Jednakże, patrz poniżej w celu zapoznania się z ostatnimi modyfikacjami, które pozwalają na skuteczne stosowanie 2 ° elektrofilów.) Z drugiej strony, odczynniki organiczno-miedziane z zawadą przestrzenną, w tym 3 ° i inne rozgałęzione odczynniki alkilowe, są ogólnie tolerowane. Jednak bromki, jodki i sulfoniany arylu, które zwykle nie ulegają podstawieniu nukleofilowemu przy braku metalu przejściowego, mogą być z powodzeniem stosowane jako partnerzy sprzęgania.

Wersja katalityczna

W 1971 roku Kochi poinformował, że odczynniki Grignarda i bromki alkilu można sprzęgać przy użyciu katalitycznej ilości tetrachlorocupranu (II) litu, procesu, który został rozszerzony do tosylanów alkilu przez Schlossera i Fouquet. W procesie katalitycznym odczynnik Grignarda przechodzi transmetalację z solą miedzi lub kompleksem, aby wytworzyć organocuprate jako katalityczny związek pośredni, który następnie ulega reakcji z (pseudo) halogenkiem elektrofilowym, aby utworzyć produkt sprzęgania i uwolnić miedź i zakończyć cykl katalityczny .

Sprzęgło Kochi-Schlossera.png

W niedawno odkrytych warunkach, stosując TMEDA jako ligand dla miedzi i metanolanu litu jako dodatku zasadowego, możliwe jest teraz sprzęganie 1 °, 2 ° i 3 ° odczynników Grignarda z 1 ° i 2 ° bromkami alkilu i tosylanami z dużą wydajnością. z niemal wyłączną wersją stereo. Nawet β-rozgałęzione 2 ° alkilany tosylany reagują z umiarkowaną wydajnością, dając produkt sprzęgania, znacznie rozszerzając zakres katalitycznej syntezy Corey-House'a (sprzęganie Kochi-Schlossera).

tło

Podczas gdy sprzężenie organiczno-miedziowych związków i bromku allilu opisał już w 1936 roku Henry Gilman (Iowa State University), reakcja ta została w pełni opracowana przez czterech chemików organicznych (dwóch z Harvardu i dwóch z MIT):

Zobacz też

Bibliografia