Henry reaksiyonu - Henry reaction

Henry reaksiyonu
Adını	Louis Henry
Reaksiyon türü	Birleştirme reaksiyonu
Tanımlayıcılar
Organik Kimya Portalı	Henry reaksiyonu
RSC ontoloji kimliği	RXNO: 0000086

Henry reaksiyon klasik bir karbon-karbon bağı oluşturma reaksiyonu olan organik kimya . Belçikalı kimyager Louis Henry (1834-1913) tarafından 1895'te keşfedilen bu, β-nitro alkoller oluşturmak için bir baz varlığında bir nitroalkan ve bir aldehit veya ketonun kombinasyonudur . Bu tip reaksiyon aynı zamanda bir nitroaldol reaksiyonu (nitroalkan, aldehit ve alkol) olarak da adlandırılır . "Aldoller" (aldehit ve alkol) olarak bilinen β-hidroksi karbonil bileşikleri oluşturmak için iki karbonil bileşiğini birleştiren, 23 yıl önce keşfedilen aldol reaksiyonuna neredeyse benzerdir . Henry reaksiyonu, diğer faydalı sentetik ara maddelere kolayca dönüştürülebildikleri için, karşılık gelen ürünlerinin sentetik faydası nedeniyle organik kimya alanında yararlı bir tekniktir. Bu dönüşümler, nitroalkenleri vermek için müteakip dehidrasyonu , a-nitro ketonları vermek için ikincil alkolün oksidasyonunu veya-amino alkolleri vermek üzere nitro grubunun indirgenmesini içerir.

Bu kullanımların çoğu, β-bloker ( S ) -propranolol , HIV proteaz inhibitörü Amprenavir (Vertex 478) ve antrasiklin sınıfı antibiyotiklerin karbonhidrat alt birimi olan L-Acosamine dahil olmak üzere çeşitli farmasötiklerin sentezlerinde örneklenmiştir. . L-Acosamine sentezinin sentetik şeması bu makalenin Örnekler bölümünde bulunabilir.

Mekanizma

Henry reaksiyonu, bir nitronat oluşturan a-karbon pozisyonunda nitroalkanın deprotonasyonu ile başlar . Çoğu nitroalkanın pKa'sı yaklaşık 17'dir. Bu yapı hem protonu giderilmiş karbonda hem de nitro grubunun oksi-anyonlarında nükleofilik olmasına rağmen , gözlemlenen sonuç karbonil bileşiğine saldıran karbona aittir. Elde edilen p-nitro alkoksit, orijinal olarak nitroalkil yapısını protonsuzlaştıran bazın konjugat asidi tarafından protonlanır ve ürün olarak ilgili-nitro alkolü verir.

Henry reaksiyonunun tüm adımlarının tersine çevrilebilir olduğuna dikkat etmek önemlidir. Bu, ürün oluşturmak için reaksiyonda kararlı bir adımın olmamasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle araştırma, tepkiyi tamamlanmaya yönlendirmek için değişikliklere yönelmiştir. Bununla ilgili daha fazla bilgi, bu makalenin değişiklik bölümünde bulunabilir.

Stereokimyasal Kurs

Aşağıdaki şekil, Henry reaksiyonunda herhangi bir değişiklik yapılmadan stereoseleksiyon için yaygın olarak kabul edilen modellerden birini göstermektedir. Bu modelde, stereoseçicilik, modeldeki R gruplarının boyutuna (bir karbon zinciri gibi) ve nitro grubu ve karbonil oksijeni anti birbirlerine (zıt taraflarda) yönlendirerek dipolü en aza indiren bir geçiş durumu tarafından yönetilir. molekülün). R grupları, Henry reaksiyonunun geçiş durumunda bir rol oynar: substratların her birindeki R grupları ne kadar büyükse, kendilerini birbirlerinden o kadar fazla yönlendirme eğiliminde olurlar (genellikle sterik etkiler olarak adlandırılır ).

Reaksiyonun tersine çevrilebilirliği ve nitro ikameli karbon atomunun (birkaç faktör arasında) kolay epimerizasyon eğilimi nedeniyle, Henry reaksiyonu tipik olarak bir enantiyomerler veya diastereomerler karışımı üretecektir . Bu nedenle, stereoseçicilik için açıklamalar reaksiyonda bir miktar değişiklik yapılmadan kıt kalır. Son yıllarda, araştırma odağı, bu sentetik zorluğun üstesinden gelmek için Henry reaksiyonunun modifikasyonlarına doğru kaydı.

Enantiyoselektif nitroaldol reaksiyonunun ilk örneği, 1992'de Shibasaki katalizörleri kullanılarak bildirildi . Henry reaksiyonunda enantio- veya diastereoseçiciliği indüklemek için en sık kullanılan yöntemlerden biri, nitro grubu ve karbonil oksijenin bir kiral organik moleküle bağlı bir metale koordine edildiği şiral metal katalizörlerinin kullanılmasıdır. Kullanılan bazı metaller arasında çinko, kobalt, bakır, magnezyum ve krom bulunur. Bu koordinasyonun bir tasviri yukarıda gösterilmiştir.

Genel Özellikler

Henry reaksiyonunun sentetik olarak çekici kılan birçok özelliğinden biri, reaksiyonu yürütmek için yalnızca katalitik miktarda baz kullanmasıdır. Ek olarak, alkali metal hidroksitler, alkoksitler, karbonatlar gibi iyonik bazlar ve TMG, DBU, DBN ve PAP dahil florür anyonu (örn. TBAF) kaynakları veya noniyonik organik amin bazları dahil olmak üzere çeşitli bazlar kullanılabilir. Kullanılan baz ve çözücünün, reaksiyonun genel sonucu üzerinde büyük bir etkiye sahip olmadığına dikkat etmek önemlidir.

Sınırlamalar

Henry reaksiyonunun ana dezavantajlarından biri, baştan sona yan reaksiyon potansiyeli olmasıdır. Reaksiyonun ilerlemesini engelleyebilen reaksiyonun (veya "retro – Henry") doğasında olan tersine çevrilebilirliğinin yanı sıra, β-nitro alkol dehidrasyona uğrama potansiyeline sahiptir. Sterik olarak engellenmiş substratlar için, baz katalizli bir kendi kendine yoğunlaşmanın ( Cannizzaro reaksiyonu ) meydana gelmesi de mümkündür. Cannizzaro reaksiyonunun genel bir şeması aşağıda tasvir edilmiştir.

Değişiklikler

Henry reaksiyonunda bir dizi değişiklik yapıldı. Bunlardan en önemlileri arasında, kemo- ve bölgesel seçiciliği geliştirmek için yüksek basınçlı ve bazen çözücüsüz koşulların kullanılması ve enantio-veya diastereo seçiciliği indüklemek için kiral metal katalizörleri yer alır. Aza-Henry reaksiyonu aynı zamanda nitroamin üretmek için kullanılır ve komşu diaminlerin sentezi için güvenilir bir sentetik yol olabilir.

Henry reaksiyonunun sentetik olarak en faydalı modifikasyonlarından biri belki de bir organokatalizörün kullanılmasıdır . Katalitik döngü aşağıda gösterilmiştir.

Liste, bu geniş bir açıklama olsa da, kısa incelemesinin bunun bir organokatalizörü içeren hemen hemen tüm reaksiyonlar için makul bir mekanik açıklama olduğunu gösterdiğini açıkladı. Bu tür reaksiyonun bir örneği, bu makalenin Örnekler bölümünde gösterilmektedir.

Henry reaksiyonunda daha önce bahsedilen değişikliklere ek olarak, başka çeşitli değişiklikler de var. Bu, reaktif olmayan alkil nitro bileşiklerinin karbonil substratlarla daha hızlı reaksiyona girecek karşılık gelen dianyonlarına dönüştürülmesini içerir, reaksiyonlar baz olarak PAP kullanılarak hızlandırılabilir, aldehitlerin α, α-iki kat protonsuzlaştırılmış nitroalkanlar ile reaktivitesinin kullanılmasıyla nitronat alkoksitler elde edilebilir. esas olarak bir kez protonlanmış olan sin-nitro alkoller ve son olarak nitro grubu üzerindeki bir oksigenatomun, bir aldehit ile reaksiyona sokulduğunda bir florür anyon kaynağı varlığında anti--nitro alkoller vermek üzere silil korumalı olduğu nitronat anyonlarının üretilmesi.

Örnekler

Endüstriyel Uygulama - 1999'da Menzel ve çalışma arkadaşları , antrasiklin sınıfı antibiyotiklerin karbonhidrat alt birimi olan L - acosamine elde etmek için sentetik bir yol geliştirdiler :

Endüstriyel Uygulamaya bir enantioselektif aldol ilaveli ürün elde edilebilir asimetrik sentez reaksiyonu ile benzaldehid ile nitrometan ve katalizör oluşan sistemin çinko triflat bir şekilde Lewis asidi , diizopropiletilamin (DIPEA) ve N -methylephedrine olarak ve A (NME) kiral ligand .

Bu reaksiyonun bir diastereoselektif varyasyonu aşağıda gösterilmektedir.

Toplam Sentez - 2005 yılında, Barua ve çalışma arkadaşları, Shibasaki'nin asimetrik Henry reaksiyonunu anahtar adım olarak kullanarak% 26 genel verimle, güçlü aminopeptidaz inhibitörü (-) - bestatinin toplam sentezini tamamladılar. (aşağıda gösterilmiştir)

Organokataliz - 2006 yılında Hiemstra ve arkadaşları, aromatik aldehitler ve nitrometan arasındaki reaksiyon için asimetrik katalizörler olarak kinin türevlerinin kullanımını araştırdılar . Belirli türevlerin kullanımıyla, uygun katalizörün kullanılmasıyla doğrudan enantiyoseleksiyonu indükleyebildiler.

Biyokataliz - 2006'da Purkarthofer ve ark. Hevea brasiliensis kaynaklı ( S ) -hidroksinitril liyazının ( S ) -β-nitro alkollerin oluşumunu katalize ettiğini bulmuştur . 2011 yılında, Fuhshuku ve Asano , Arabidopsis thaliana'dan ( R ) seçimli hidroksinitril liyazının , nitrometan ve aromatik aldehitlerden ( R ) -β-nitro alkollerin sentezini katalize edebileceğini gösterdi .

Referanslar

Dış bağlantılar

• Kategori ile ilgili medya : Wikimedia Commons'ta Henry tepkisi