Karbon-Karbon Bağ Oluşumu
Karbon-karbon bağlarının oluşturulması, sentezin temel zorluklarından biridir ve nükleofilik bir karbonun, organometalik, enolat ve geçiş metali katalizli yöntemler aracılığıyla elektrofilik bir karbonla birleştirilmesiyle gerçekleştirilmektedir.
Tanım
Karbon-karbon bağ oluşumu, iki karbon parçasını daha büyük bir karbon iskeletine birleştiren reaksiyonları içermekte olup, moleküler karmaşıklığın inşa edildiği temel işlemleri ifade etmektedir.
Kapsam
Bu konu, organometalik reaktifleri (Grignard ve organolityum ilavesi), enolat alkilasyonunu ve aldol kimyasını, Wittig ve ilgili olefinasyon reaksiyonlarını ve Suzuki, Heck ve Negishi reaksiyonları gibi geçiş metali katalizli çapraz kenetlenmeleri kapsamaktadır.
Temel sorular
- Nükleofilik bir karbon, yeni bir bağ oluşturmak üzere elektrofilik bir karbonla nasıl eşleştirilmektedir?
- Organometalik reaktifler ve enolatlar karbon nükleofilleri olarak nasıl işlev görmektedir?
- Geçiş metali çapraz kenetlenmeleri, bağ oluşumunun kapsamını nasıl genişletmiştir?
Temel kuramlar
- Organometalik ve enolat karbon nükleofilleri
- Grignard reaktifleri, organolityumlar ve metal enolatlar, karbonillere ve alkil halojenürlere eklenen nükleofilik karbon sağlamakta, böylece katılma ve alkilasyon reaksiyonlarında yeni C–C bağları oluşturmaktadır.
- Geçiş metali çapraz kenetlenmesi
- Paladyum ve nikel katalizli kenetlenmeler (Suzuki, Heck, Negishi), organohalojenürleri organometalik veya alken ortaklarla oksidatif katılma, transmetalasyon ve indirgeyici eliminasyon yoluyla birleştirmekte, böylece klasik yöntemlerle oluşturulması zor olan bağların oluşumunu mümkün kılmaktadır.
Mekanizmalar
Klasik bağ oluşumu, bir karbon nükleofilini (organometalik, enolat, ilit) bir karbon elektrofil ile (karbonil, alkil halojenür) eşleştirmektedir. Wittig reaksiyonu, bir fosfor ilitini bir aldehit ile kenetleyerek bir alken oluşturmaktadır. Çapraz kenetlenmeler, bir geçiş metali katalizörünü bir C–X bağına oksidatif katılma, bir organometalik ortakla transmetalasyon ve yeni C–C bağını oluşturmak üzere indirgeyici eliminasyon yoluyla döngüye sokmaktadır.
Klinik önem
Karbon-karbon bağ oluşturan reaksiyonlar, özellikle paladyum katalizli çapraz kenetlenmeler, farmasötik üretimde temel araçlar olarak kabul edilmekte, birçok modern ilacın biaril ve karmaşık iskeletlerini bir araya getirmektedir; bu reaksiyonların önemi 2010 Nobel Kimya Ödülü ile tanınmıştır.
Tarihçe
Grignard'ın organomagnezyum reaktiflerinden (1900) ve Wittig'in olefinasyonundan (1950'ler) Heck, Suzuki ve Negishi tarafından 1970'lerden itibaren geliştirilen paladyum katalizli çapraz kenetlenmelere kadar, karbon-karbon bağ oluşumu defalarca dönüşüme uğramış ve birden fazla Nobel Ödülü ile onurlandırılmıştır.
Öne çıkan isimler
- Victor Grignard
- Georg Wittig
- Richard Heck
- Akira Suzuki
- Ei-ichi Negishi
İlgili konular
Temel eserler
- careysundberg2007b
- warrenwyatt2008
Sıkça sorulan sorular
- Grignard reaktifleri neden bu kadar kullanışlıdır?
- Grignard reaktifleri, geniş bir karbonil elektrofil yelpazesine eklenen güçlü nükleofilik, formal olarak karbanyonik karbon sağlamakta, bu da onları karbon iskeletleri oluşturmak ve yeni fonksiyonel gruplar eklemek için çok yönlü ve genel bir yöntem haline getirmektedir.
- Çapraz kenetlenme reaksiyonlarını özel kılan nedir?
- Geçiş metali çapraz kenetlenmeleri, birbirlerine karşı reaktif olmayan ortaklar arasında karbon-karbon bağları oluşturmakta, birçok fonksiyonel grubu tolere etmekte ve aromatik fragmanları verimli bir şekilde birleştirmektedir — bu yetenekler, farmasötiklerin ve malzemelerin sentezinde devrim yaratmıştır.