시몬스-스미스 반응

Simmons–Smith reaction
시몬스-스미스 반응
Simmons-Smith carbene addition.jpg
시몬스-스미스 반응 진행 중
시몬스-스미스 반응
이름을 따서 명명됨 하워드 엔시그 시몬스 주니어
로널드 D. 스미스
반응형 링 형성 반응
식별자
유기화학포털 시몬스-스미스-스미스-스미스-스파이프
RSC 온톨로지 ID RXNO:0000258

시몬스-스미스 반응(Simmons-Smith reaction)은 알켄(또는 알킨)과 반응하여 사이클로프로판(Cyclopropane)[1][2][3]을 형성하는 오르간오진크 카보노이드(Organozincarnode)를 수반하는 유기적인 체 그것은 하워드 엔사인 시몬스 주니어와 로널드 D의 이름을 따서 지어졌다. 스미스. 알켄의 양쪽 탄소에 동시에 전달되는 메틸렌 프리 래디컬 중간을 사용하므로 이중 결합의 구성은 제품에 보존되며 반응은 입체적이다.[4]

Simmons-Smith reaction mechanism.png

따라서, 사이클로헥센, 다이오도메탄, 아연-코퍼 커플(요오드메틸진크요오드화합물, IHZn2)I) 항복 노르카레인 (비시클로[4.1.0]헵탄).[5][6]

Simmons-Smith cyclohexene to bicyclo-4.1.0-heptane.svg

시몬스-스미스 반응은 일반적으로 다른 사이클로프로판화 방법보다 선호되지만,[7] 다이오도메탄의 높은 비용으로 인해 비용이 많이 들 수 있다. 디브로메탄이나[8] 디아조메탄, 요오드화 아연과 같은 값싼 대안이 포함된 수정이 개발되었다.[9] 후루카와 수정을 사용하여 아연-코퍼 부부를 디에틸진크로 교환함으로써 시스템의 반응성도 높일 수 있다.[10]

시몬스-스미스 반응은 일반적으로 강직 효과를 받기 때문에 보통 덜 방해받는 얼굴에서 사이클로프로판화가 일어난다.[11][12] 단, 히드록시 대체물이 이중 결합에 근접하여 기질에 존재하는 경우, 아연은 히드록시 대체물과 좌표를 이루며, 사이클로프로판화 시스를 히드록실 그룹으로 유도한다(이중 결합의 가장 접근하기 쉬운 면의 사이클로프로판화와 일치하지 않을 수 있음).[13] 이 반응의 대화형 3D 모델은 ChemTube3D에서 볼 수 있다.

SimmonsSmithhydroxylEffect.svg

비대칭 시몬스-스미스 반응

다이아조 화합물에 기초한 비대칭 사이클로프로판화 방법(비소사졸린 리간드 참조)이 1966년부터 존재하지만, 디클로로메탄에 디에틸진크, 디시오도메탄, 치랄 이설폰아미드 등을 첨가한 시나몬스-스미스 반응이 1992년에 도입되었다.

AsymmetricSimmonsSmith.svg

히드록실 그룹은 아연의 닻 역할을 하는 필수 조건이다. 유사한 반응의[15] 대화형 3D 모델을 여기서 볼 수 있다(자바 필요). 이 반응의 다른 버전에서 리간드는 살렌에 기초하고 루이스산 DIBAL은 다음과 같이 추가된다.[16]

AsymmSimmonsSmith2008.svg

범위 및 제한

아치랄 알케네스

시몬스-스미스 반응은 합병증 없이 단순한 연골을 사이클로프로판화하는데 사용될 수 있다. 작동되지 않은 아치랄 알케인은 후루카와 수정(아래 참조)으로 가장 잘 사이클로프로판화되며, 1,2-디클로로에탄에 EtZn과2 CI를22 사용한다.[17] 전자 기증 그룹에 의해 활성화되는 알케인의 사이클로프로판화는 빠르고 쉽게 진행된다. 예를 들어, 트리메틸릴록시 대체 올레핀과 같은 에놀 에테르들은 높은 수확량 때문에 종종 사용된다.[18]

Cyclopropanation of Enol Ethers.tif

할로겐화물의 전자 유출 특성에도 불구하고 많은 비닐 할로겐화물은 쉽게 사이클로프로판화되며 플루오로, 브로모, 이오도 대체 사이클로프로판도 생성된다.[19][20]

Cyclopropanation of Vinyl Halides.tif

N 대체 알케인의 사이클로프로판화는 N-alkylation에 의해 경쟁 경로로 복잡하게 만들어진다. 이는 질소에 보호 그룹을 추가하면 우회할 수 있지만 전자 배출 그룹을 추가하면 알켄의 핵 친화성이 감소하여 수율이 낮아진다. 이러한 경우22 CHI 대신 CHFI와2 같은 고전기생성 시약을 사용하는 것이 수율을 높이는 것으로 나타났다.[21]

N substituted.tif

폴리에네

올레핀에 감독 집단이 없으면 화학적 강인성이 거의 관찰되지 않는다.[22] 그러나, 다른 어떤 것보다 훨씬 더 많은 핵포화성을 가진 알켄은 매우 선호될 것이다. 예를 들어, 사이클로프로판화는 에놀에테르에서 고도로 선택적으로 발생한다.[23]

Enol ether directing.tif

기능 그룹 호환성

시몬스-스미스 반응의 넓은 용도에 기여하는 중요한 측면은 많은 기능 그룹이 있는 곳에서 사용될 수 있는 능력이다. 그 중에서도 할로알킬진크 매개 반응은 알키네스, 알코올, 에테르, 알데히드, 케톤, 카복실산 및 파생상품, 탄산염, 설폰산, 설폰산, 사일레인, 스타나네와 호환된다. 그러나 일부 부작용은 흔히 관찰된다.

대부분의 부작용은 부산물 ZnI의2 Lewis-acidity 때문에 일어난다. 산성에 민감한 제품을 생산하는 반응에서 과잉 EtZn을2 첨가해 형성된 ZnI를2 파내 산도가 낮은 EtZnI를 형성할 수 있다. 이 반응은 또한 피리딘으로 가라앉힐 수 있는데, 이것은 ZnI와2 과다한 시약을 쓸어버릴 것이다.[24]

아연 카보노이드의 전기적 특성에 의한 시몬스-스미스 반응에서도 이질화 메틸화가 관찰된다. 예를 들어, 긴 반응 시간 동안 초과 시약을 사용하는 것은 거의 항상 알코올의 메틸화로 이어진다.[25] 또한, EtZn과2 CHI는22 아군 티오이더와 반응하여 유황 이라이드를 생성하며, 이후 2,3-시방성 재배열을 겪을 수 있으며, 초과 시몬스-스미스 시약을 사용하지 않는 한 동일한 분자 내 알켄을 사이클로프로판화하지 않는다.[26]

Simmons smith quaternary carbon rearrangement.svg

수정

시몬스-스미스 반응은 종종 기본적인 형태로 논의되지만, 아연 촉매와 첨가된 탄소 모두에 대한 많은 수정이 제안되었다.

후루카와 수정

후루카와 개조에는 아연-코퍼 부부를 다이얼킬 아연으로 대체하는 작업이 포함되는데, 이 중 가장 활발한 것이 에트진인2 것으로 밝혀졌다. 1968년 비닐에테르와 같은 계통 중합성이 가능한 올레핀을 각각의 사이클로프로페인으로 바꾸는 방법으로 개정이 제안되었다.[27] 또한 탄수화물의 사이클로프로판화에 특히 유용한 것으로 밝혀져 다른 방법보다 훨씬 재현 가능하다.[28] 수정되지 않은 반응과 마찬가지로 후루카와 수정 반응은 입체적이며, 수정되지 않은 반응보다 훨씬 빠른 경우가 많다. 단, EtZn2 시약은 파이로포린성이므로 주의하여 취급해야 한다.[29]

Fukuwara Modification.jpg

챠레트 개조

차렛 수정은 일반적으로 시몬스-스미스 반응에서 발견되는 CHI를22 경로 A의 페닐디아조메탄과 같은 아릴디아조 화합물로 대체한다.[30] 아연 할로겐화물의 계량학적 양으로 처리하면 위에서 논의한 카브노이드와 유사한 오르간오진화 화합물이 생성된다. 이것은 스타일렌과 알코올을 포함한 거의 모든 알케인과 알케인에 반응할 수 있다. 이것은 수정되지 않은 시몬스-스미스가 알코올을 분해하는 것으로 알려져 있기 때문에 특히 유용하다. 불행하게도, Pathway B에서 보듯이, 중간은 또한 시스 또는 트랜스 1.2-디페닐테네를 주면서 시작 디아조 화합물과 반응할 수 있다. 또한 중간은 알코올과 반응하여 요오드페닐메탄(요오드페닐메탄)을 생산할 수 있으며, 이는 경로 C에서와 같이 ROCHPh를 생성하기 위해 S2N 반응을 더 겪을 수 있다.

Charette Modification 2.jpg

비진크 시약.

일반적으로는 사용되지 않지만 아연의 반응성과 유사한 특성을 보이는 시몬스-스미스 시약은 CHIX가2 존재하는 알루미늄 및 사마륨 화합물로부터 준비되었다.[31] 이러한 시약을 사용하면, 동맹 알코올과 격리된 올레핀은 서로 있는 곳에서 선택적으로 사이클로프로판화 될 수 있다. THF의 이오도- 또는 클로로-메틸사마륨 요오드화물은 히드록실 그룹에 대한 킬레이트화에 의해 지시된 것으로 추측되는 동맹성 알코올을 선택적으로 사이클로프로판화하는데 훌륭한 시약이다.[32] 이와는 대조적으로 CHCl에서22 dialkyl(iodomethyl)alum 시약을 사용하면 격리된 올레핀을 선택적으로 사이클로프로판화한다.[33] 이러한 시약의 특수성은 아연 기반 시약이 완전하고 선택적이지 않게 시클로파네이트가 되는 다불포화 시스템에 시클로프로팬을 배치할 수 있게 한다. 예를 들어 i-BuAl은3 6 위치에서 사이클로프로파나이트 제라니올을, Sm/Hg는 아래와 같이 2 위치에서 사이클로파나이트를 한다.

Allylic alcohol vs isolated olefin.tif

단, 두 반응 모두 시동 금속 화합물의 거의 기압계가 필요하며, Sm/Hg는 독성이 강한 HgCl로2 활성화해야 한다.

합성에서의 사용

시몬스-스미스 반응의 대부분의 현대적 적용은 후루카와 수정법을 사용한다. 특히 목적 적합하고 신뢰할 수 있는 응용프로그램은 아래에 열거되어 있다.

γ-케토 에스테르 양식에 삽입

후루카와 변형 시몬스-스미스 생성 사이클로프로판 중간체는 β-케토 에스테르에서 γ-케토 에스테르 합성에 형성된다. 시몬스-스미스 시약은 먼저 카보닐 그룹에 결합하고 그 후 첫 번째 반응이 형성되는 사이비 에놀의 α 탄소에 결합한다. 이 두 번째 시약은 시클로프로필 중간을 형성하며, 이 중간은 제품 속으로 빠르게 분해된다.[34][35]

Gamma Keto Ester 2.png

알라나미드로부터의 아미도스피로[2.2] 펜탄의 형성

후루카와가 수정한 시몬스-스미스 반응 시클로프로판스는 알렌아마이드에서 두 개의 결합을 이루어 한 개의 탄소를 공유하는 두 개의 시클로프로필 링이 있는 [2.2] 펜타인을 형성한다. 모노사이클로프로판화의 산물 또한 형성된다.[36][37]

Amido-Spiro (2.2) pentane 2.png

천연제품합성

천연물 합성에서의 사이클로프로판화 반응이 검토되었다.[38] β-락타마제 억제제 실라스타틴은 천연물 합성에 있어 시몬스-스미스 반응성의 교훈적인 예를 제공한다. 시몬스-스미스 사이클로프로판화(Simmons-Smith cyclopropanated)가 시몬스-스미스 사이클로프로판화(Anlil)되어 카복실산은 이후 오조놀리분해(Ozonolyisisis)를 통해 분해되어 전구체가 된다.

Simmons-Smith cyclopropanation in cilastatin synthesis The natural product cilastatin, synthesized via a Simmons-Smith cyclopropanation.

약물 합성

시몬스-스미스 반응은 GSK1360707F와 로파니칸트의 합성에 사용된다.[39]

참조

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