Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с подростковым ситкомом 2007 года « Кори в доме» .

Кори-Дом синтез (также называется реакцией Корь-Познер-Уайтсайдс-Хаус и другие перестановки) представляет собой органическая реакция , которая включает в себя реакцию литии diorganylcuprate (R 2 CuLi) с органильным (псевдо) галогенидом (R'x) с образованием нового алкана , а также нечетко определенных видов медьорганических соединений и галогенида лития в качестве побочных продуктов. [1] [2] [3]

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

В принципе, эквивалент карбаниона, такой как литийорганический реагент или реактив Гриньяра, может напрямую (без меди) реагировать с алкилгалогенидом в реакции нуклеофильного замещения с образованием новой углерод-углеродной связи. Однако, помимо использования ацетилидов металлов в качестве нуклеофилов, такой процесс редко работает хорошо на практике из -за обмена металл-галоген и / или образования больших количеств побочных продуктов восстановления или элиминирования. [4] В качестве решения этой проблемы реакция Кори-Хауса представляет собой общий и высокоэффективный метод соединения двух алкильных групп или алкильной группы и арильной группы.

Сфера [ править ]

Объем синтеза Кори-Хауса исключительно широк, и диапазон диорганилкупратов лития (R 2 CuLi, R = 1 °, 2 ° или 3 ° алкил , арил или алкенил ) и органил (псевдо) галогенидов (RX, R = метил , бензил , аллил , 1 ° или циклический 2 ° алкил, арил или алкенил и X = Br, I, OTs или OTf ; X = Cl является маргинальным) будет подвергаться связыванию в качестве партнеров нуклеофильного и электрофильного связывания, соответственно. [5] [6] Реакция обычно протекает при комнатной температуре или ниже в эфирном растворителе. Благодаря широкому диапазону применимых партнеров для связывания, толерантности к функциональным группам и простоте работы синтез Кори-Хауса является мощным и практичным инструментом для синтеза сложных органических молекул. Однако, в качестве ограничений, затрудненные (2 ° или 3 °) алкилгалогениды обычно являются неудачными или низкопродуктивными субстратами для синтеза Кори-Хауса. Кроме того, алкинилкупраты обычно инертны в обычных условиях сочетания. Ковка ариларильных связей также неэффективна и намного эффективнее достигается с помощью палладиевого катализа .

Процесс и механизм реакции [ править ]

Синтезу Кори-Хауса предшествуют два предварительных этапа по приготовлению необходимого реагента Гилмана из алкилгалогенида. На первой стадии алкилгалогенид обрабатывают металлическим литием в сухом эфире с получением алкиллитиевого реагента RLi. Исходный алкилгалогенид для стадии литирования может быть первичным, вторичным или третичным алкилхлоридом, бромидом или иодидом:

R – X + 2Li ° → RLi + Li + X -

На втором этапе диалкилкупрат лития , также известный как реагент Гилмана (названный в честь Генри Гилмана из Университета штата Айова ), получают из алкиллития путем обработки йодидом меди (CuI) в реакции трансметаллирования:

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

Если использование алкиллитиевых реагентов препятствует несовместимости функциональных групп, трансметаллирование из других металлов (например, Mg, Zn, Al, B) может рассматриваться как альтернатива для приготовления медноорганического реагента.

Процесс синтеза Кори-Хауса представляет собой реакцию между медьорганическим реагентом, обычно диалкилкупратом лития, полученным выше, и вторым алкил (псевдо) галогенидом или арилиодидом. Это приводит к образованию связи C – C между двумя органическими фрагментами:

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

Из стехиометрии очевидно, что один эквивалент группы R тратится впустую как плохо охарактеризованный вид алкилмеди (вероятно, полимерный; обычно превращается в RH при водной обработке) в наиболее распространенной форме синтеза Кори-Хауса. Чтобы избежать этого в случаях, когда R представляет собой драгоценный или сложный фрагмент, реагент (R) (R U ) CuM, где R U представляет собой непереносимый фиктивный лиганд (например, R U = циано, алкинил, 2-тиенил и т. Д.) можно приготовить и использовать вместо него.

Важно отметить, что когда R и R 'различны, получается только перекрестное произведение R – R'; R – R или R'– R 'не образуются в значительных количествах. Таким образом, реакция Кори-Хауса является примером реакции кросс-сочетания. Синтез Кори-Хауса, по сути, является одной из первых обнаруженных реакций кросс-сочетания, опосредованных переходными металлами (или катализируемых, см. Ниже).

В случае алкилбромидов и тозилатов инверсия конфигурации наблюдается, когда используется конфигурационно чистый алкилэлектрофил. Считается, что реакция протекает по S N 2-подобному механизму с образованием частиц меди (III), которые подвергаются восстановительному отщеплению с образованием продукта сочетания. Когда используются алкилйодиды, наблюдается перемешивание конфигурации, и наблюдается образование продуктов циклизации для алкилйодидов с олефиновой связкой, оба из которых указывают на участие радикалов.

Важно отметить, что для того, чтобы эта реакция прошла успешно, партнером связывания алкил (псевдо) галогенида должен быть метил, бензил, аллил, 1 ° алкил или 2 ° циклоалкил. В большинстве случаев электрофилы 3 ° и ациклические 2 ° дают неудовлетворительные результаты. (Однако см. Ниже последние модификации, которые позволяют успешно использовать 2 ° -электрофилы.) С другой стороны, обычно допускаются стерически затрудненные медьорганические реагенты, включая 3 ° и другие разветвленные алкильные реагенты. [7] Однако арилбромиды, йодиды и сульфонаты, которые обычно не подвергаются нуклеофильному замещению в отсутствие переходного металла, могут успешно использоваться в качестве партнеров по связыванию. [6]

Каталитическая версия [ править ]

В 1971 году Кочи сообщил, что реактивы Гриньяра и алкилбромиды могут быть соединены с использованием каталитического количества тетрахлоркупрата лития (II) [8] [9], этот процесс был расширен до алкилтозилатов Шлоссером и Фуке. [10] В каталитическом процессе реактив Гриньяра подвергается трансметаллизации с солью или комплексом меди с образованием органоупрата в качестве каталитического промежуточного продукта, который затем вступает в реакцию с (псевдо) галогенидным электрофилом с образованием продукта сочетания и высвобождением меди и завершением каталитический цикл .

В недавно обнаруженных условиях, используя TMEDA в качестве лиганда для меди и метоксид лития в качестве базовой добавки, теперь можно сочетать 1 °, 2 ° и 3 ° реактивы Гриньяра с 1 ° и 2 ° алкилбромидами и тозилатами с высокими выходами. с почти эксклюзивной стереоинверсией. Даже β-разветвленные 2 ° алкилтозилаты реагируют с образованием продукта сочетания с умеренным выходом, что значительно расширяет возможности каталитического синтеза Кори – Хауса (сочетание Кочи – Шлоссера). [11]

Фон [ править ]

В то время как соединение медноорганических соединений и аллилбромида было описано еще в 1936 году Генри Гилманом (Университет штата Айова) [12], эта реакция была полностью разработана четырьмя химиками-органиками (двумя в Гарварде и двумя в Массачусетском технологическом институте):

  • Э. Джей Кори ( Гарвардский университет ), научный руководитель Гэри Познера
  • Гэри Х. Познер ( Университет Джона Хопкинса ), в то время студент Гарвардского университета
  • Джордж М. Уайтсайдс ( Массачусетский технологический институт ; позже Гарвардский университет), младший коллега Герберт Хаус
  • Герберт О. Хаус (Массачусетский технологический институт; позже Технологический институт Джорджии )

См. Также [ править ]

  • Реактив Гилмана
  • Реакция Вюрца

Ссылки [ править ]

  1. ^ Познер, GH (1975). «Реакции замещения с использованием медноорганических реагентов». Органические реакции . 22 . С. 253–400. DOI : 10.1002 / 0471264180.or022.02 . ISBN 978-0471264187.
  2. ^ Кори, Элиас Дж .; Познер, Гэри Х. (19 июля 1967 г.). «Избирательное образование углерод-углеродных связей между разнородными группами с использованием медьорганических реагентов». Журнал Американского химического общества . 89 (15): 3911–3912. DOI : 10.1021 / ja00991a049 .
  3. ↑ House, Herbert O .; Респесс, Уильям Л .; Уайтсайдс, Джордж М. (1 октября 1966 г.). «Химия карбанионов. XII. Роль меди в сопряженном добавлении металлоорганических реагентов». Журнал органической химии . 31 (10): 3128–3141. DOI : 10.1021 / jo01348a012 .
  4. ^ Однако см. Сочетание Вюрца для случаев, когданатрийорганический реагент, образующийся на месте, реагирует с алкилгалогенидом.
  5. ^ Lipshutz, Брюс Х. (2002). Шлоссер, Манфред (ред.). Металлоорганические соединения в синтезе: Учебное пособие . Вайли. С. 665–815. ISBN 978-0471984160.
  6. ^ a b Whitesides, Джордж М .; Фишер, Уильям Ф .; Сан-Филиппо, Джозеф; Баше, Роберт В .; Хаус, Герберт О. (1969-08-01). «Взаимодействие диалкил- и диарилкупратов лития с органическими галогенидами». Журнал Американского химического общества . 91 (17): 4871–4882. DOI : 10.1021 / ja01045a049 . ISSN 0002-7863 . 
  7. ^ В типичном примере дибутилкупрат лития реагирует с 2-бромпентаном, давая продукт сочетания с выходом только 12%. Однако купратные реагенты, производные арила, могут успешно вступать в реакцию. Например, дифенилкупрат лития реагирует с ( R ) -2-бромбутаном (73-78% ее) с образованием ( S ) -2-фенилбутана (67-68% ее) с выходом 67-87% (стереоинверсия 84-92%). .
  8. ^ ТАМУРА, М .; КОЧИ, Дж. (1971-01-01). «Сочетание реагентов Гриньяра с органическими галогенидами». Синтез . 1971 (6): 303–305. DOI : 10,1055 / с-1971-35043 . ISSN 0039-7881 . 
  9. Перейти ↑ Kochi, Jay K. (1978). Металлоорганические механизмы и катализ . Нью-Йорк: Academic Press. С. 381–386. ISBN 978-0-12-418250-9.
  10. ^ Фуке, Герд; Шлоссер, Манфред (1974-01-01). «Улучшенная углерод-углеродная связь за счет контролируемого катализа меди». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 13 (1): 82–83. DOI : 10.1002 / anie.197400821 . ISSN 1521-3773 . 
  11. ^ Ян, Чу-Тин; Чжан, Чжэнь-Ци; Лян, Цзюнь; Лю, Цзин-Хуэй; Лу, Сяо-Ю; Чен, Хуан-Хуань; Лю, Лэй (2012-07-11). «Катализируемое медью перекрестное связывание неактивированных вторичных алкилгалогенидов и тозилатов с вторичными алкилреагентами Гриньяра». Журнал Американского химического общества . 134 (27): 11124–11127. DOI : 10.1021 / ja304848n . ISSN 0002-7863 . PMID 22734716 .  
  12. ^ Гилман, Генри; Стрейли, Джеймс М. (2010). «Относительная химическая активность металлоорганических соединений. XIII. Медь и серебро». Recueil des Travaux Chimiques des Pays-Bas . 55 (10): 821–834. DOI : 10.1002 / recl.19360551003 . ISSN 0165-0513 .