Corey – House syntéza - Corey–House synthesis

Nesmí být zaměňována s dospívající situační seriál z roku 2007 Cory in the House .

Corey-House syntéza (také volal Corey-Posner-Whitesides-House reakce a jiné obměny) je organický reakční který zahrnuje reakci lithia diorganylcuprate (R 2 CuLi) s organyl (pseudo) halogenidu (R'X) za vzniku nového alkanu , stejně jako špatně definovaného organokoptického druhu a halogenidu lithného jako vedlejších produktů.

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

V zásadě může ekvivalent karbaniontu, jako je organolithium nebo Grignardovo činidlo, reagovat přímo (bez mědi) s alkylhalogenidem v nukleofilní substituční reakci za vzniku nové vazby uhlík-uhlík. Kromě použití acetylidů kovů jako nukleofilů však takový postup v praxi zřídka dobře funguje kvůli výměně kov-halogen a / nebo tvorbě velkého množství vedlejších produktů redukce nebo eliminace. Jako řešení tohoto problému představuje Corey-Houseova reakce obecnou a vysoce výtěžnou metodu pro spojení dvou alkylových skupin nebo alkylové skupiny a arylové skupiny.

Rozsah

Rozsah syntézy Corey-dům je mimořádně široká, a řada lithia diorganylcuprates (R 2 CuLi, R = 1 °, 2 ° nebo 3 ° alkylová skupina , arylová skupina , nebo alkenylová skupina ) a organyl (pseudo) halogenidy (RX, R = methyl , benzylová , allylová , 1 °, nebo cyklický 2 ° alkyl, aryl, nebo alkenylovou skupinu a X = Br, i, OTs nebo OTf , X = Cl, je okrajová) se podrobí kondenzaci jako nukleofilních a elektrofilních vazebních partnerů, resp. Reakce obvykle probíhá při teplotě místnosti nebo nižší v etherickém rozpouštědle. Díky široké škále použitelných vazebných partnerů, toleranci funkčních skupin a provozní jednoduchosti je syntéza Corey – House silným a praktickým nástrojem pro syntézu složitých organických molekul. Jako omezení jsou však bráněné (2 ° nebo 3 °) alkylhalogenidy obecně neúspěšnými substráty pro syntézu Corey-House s nízkým výtěžkem. Alkynylcupráty jsou navíc obecně inertní za obvyklých podmínek kondenzace. Kování aryl-arylových vazeb je také neúčinné a mnohem efektivněji se dosahuje použitím palladiové katalýzy .

Reakční proces a mechanismus

Syntéze Corey-House předcházejí dva předběžné kroky k přípravě požadovaného Gilmanova činidla z alkylhalogenidu. V prvním kroku se alkylhalogenid zpracuje s lithným kovem v suchém etheru, aby se připravilo alkyllithné činidlo, RLi. Výchozím alkylhalogenidem pro lithiační krok může být primární, sekundární nebo terciární alkylchlorid, bromid nebo jodid:

R – X + 2Li ° → RLi + Li + X -

Ve druhém kroku se z alkyllithia připraví lithium dialkylcuprát , známý také jako Gilmanovo činidlo (pojmenované podle Henryho Gilmana z Iowa State University ), reakcí s jodidem měďným (CuI) v transmetalační reakci:

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

Pokud je použití alkyllithiových činidel vyloučeno z důvodu nekompatibility funkčních skupin, lze jako alternativu pro přípravu organokoptického činidla použít transmetalaci z jiných kovů (např. Mg, Zn, Al, B).

Proces syntézy Corey-House je reakce mezi organicko-měděným činidlem, obvykle lithium dialkylcuprátem, jak je připraven výše, a druhým alkyl (pseudo) halogenidem nebo aryljodidem. To má za následek vytvoření vazby C – C mezi dvěma organickými fragmenty:

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

Ze stechiometrie je zřejmé, že jeden ekvivalent skupiny R se promrhá jako špatně charakterizovaný druh mědi (pravděpodobně polymerní; obvykle se při vodném zpracování převede na RH) v nejběžnější formě syntézy Corey – House. Aby se tomu zabránilo pro případy, kdy R je vzácný nebo komplexní fragment, reakční činidlo (R) (R U ), cum, kde R U je nepřenosné figurína ligand (např, R U = kyano, alkynylová skupina, 2-thienylová skupina, atd.) lze místo toho připravit a použít.

Je důležité si uvědomit, že když jsou R a R 'různé, získá se pouze křížový produkt R – R'; R – R nebo R'– R 'se netvoří ve významném množství. Reakce Corey – House je proto příkladem křížové vazebné reakce. Syntéza Corey-House je ve skutečnosti jednou z prvních reakcí křížové vazby zprostředkovaných přechodovými kovy (nebo katalyzovaných, viz níže), které se mají objevit.

V případě alkylbromidů a tosylátů je pozorována inverze konfigurace, když se použije konfiguračně čistý alkyl elektrofil. Reakce se předpokládá, že pokračovat přes skupinu S N 2-podobný mechanismu, čímž se získá (III), měď druhy, u níž dojde k redukční odstranění, čímž byla reakčního produktu. Pokud se použijí alkyljodidy, pozoruje se míchání konfigurace a pozoruje se, že se cyklizační produkty tvoří pro alkyljodidy s olefinovým řetězcem, což svědčí o zapojení radikálů.

Je důležité si uvědomit, že aby tato reakce úspěšně fungovala, měl by být alkyl (pseudo) halogenidový vazebný partner methyl, benzyl, allyl, 1 ° alkyl nebo 2 ° cykloalkyl. Ve většině případů poskytují 3 ° a acyklické 2 ° elektrofily neuspokojivé výsledky. (Nedávné úpravy, které umožňují úspěšné použití 2 ° elektrofilů, viz níže.) Na druhou stranu jsou obecně tolerována stericky bráněná organokoptická činidla, včetně 3 ° a jiných rozvětvených alkylových činidel. Jako kopulační partneři se však mohou úspěšně použít arylbromidy, jodidy a sulfonáty, které obvykle nepodstupují nukleofilní substituci v nepřítomnosti přechodného kovu.

Katalytická verze

V roce 1971 Kochi uvedl, že Grignardova činidla a alkylbromidy by mohly být spojeny za použití katalytického množství tetrachlorocupratu lithného (II), což je postup, který rozšířili Schlosser a Fouquet na alkyltosyláty. V katalytickém procesu prochází Grignardovo činidlo transmetalací s měděnou solí nebo komplexem za vzniku organocuprátu jako katalytického meziproduktu, který poté podléhá reakci s (pseudo) halogenidovým elektrofilem za vzniku produktu vazby a uvolnění mědi a dokončení katalytického cyklu .

Kochi-Schlosserova spojka.png

Za nedávno objevených podmínek, při použití TMEDA jako ligandu pro methoxid měďnatý a lithný jako základní přísadu, je nyní možné spojit Grignardova činidla 1 °, 2 ° a 3 ° s 1 ° a 2 ° alkylbromidy a tosyláty ve vysokých výtěžcích s téměř exkluzivní stereoinverzí. Dokonce i β-rozvětvené 2 ° alkyltosyláty reagují za vzniku vazebného produktu ve středním výtěžku, což značně rozšiřuje rozsah katalytické syntézy Corey-House (Kochi-Schlosserova vazba).

Pozadí

Zatímco kopulaci organických sloučenin mědi a allylbromidu ohlásil již v roce 1936 Henry Gilman (Iowa State University), tuto reakci plně rozvinuli čtyři organičtí chemici (dva na Harvardu a dva na MIT):

Viz také

Reference