마이클 반응

Michael reaction

Michael 반응 또는 Michael 덧셈은 전자 인출 그룹을 포함하는 α, β-불포화 카보닐 화합물에 카르바니온 또는 다른 핵물질을[1][2] 첨가한 것이다. 그것은 더 큰 종류의 결합 첨가물에 속한다. 이것은 C-C 채권의 경미한 형성에 가장 유용한 방법 중 하나이다.[3] 많은 비대칭 변형이 존재한다.[4][5]

Michael reaction: general mechanism

이 체계에서 핵분열체(마이클 기증자)의 R과 R'은 아킬과 시아노 그룹과 같은 전자 배출 대체물을 나타내며, 이 물질은 베이스 B:와 반응했을 때 카바니온을 형성할 수 있을 정도로 인접한 메틸렌 수소를 산성으로 만든다. 마이클 수용체라고도 불리는 활성 알켄의 R" 대체물은 보통 케톤으로 화합물을 에논으로 만들지만, 니트로 그룹이나 설포닐 플루오르화물이 될 수 있다.

정의

아서 마이클이 원래 정의한 바와 같이,[6][7] 반응은 β 탄소에서 α,β-불포화 카보닐 화합물에 케톤이나 알데히드의 에놀레이트(enolate)를 첨가한 것이다. 콜러가 제안한 새로운 정의는 이중 안정화된 탄소핵을 α, β-불포화 카보닐 화합물에 1,4-첨가하는 것이다.[8] 핵세포의 일부 예로는 베타 케토에스터, 악성종류, 베타 시아노테스터 등이 있다. 결과물에는 매우 유용한 1,5-지옥시드 패턴이 포함되어 있다.

말론 산다이 에틸(마이클 donor)과 diethyl 푸마르산염(마이클 acceptor)[9]사이의 마이클 반응의 고전적 예는 반응의 산화와 디에틸 malonate,[10]의 디에틸 malonate, 메틸 crotonate,[11]그 2-nitropropane, 메틸 acrylate,[12]그 ethyl phenylcyanoacetate과 acrylonitrile[13].그 nitropropa의네와 메틸 비닐 케톤.[14]

Michael 덧셈은 이염성 및 항억제성 C-C 결합 형성을 위한 중요한 원자 경제 방법이다. 마이클과 알돌이의 전형적인 탠덤 시퀀스는 로빈슨 경매다.

일부 저자들은 본질적으로 α,β-불포화 카보닐 화합물의 1,4 추가 반응을 참조하기 위해 마이클 추가의 정의를 확대했다. 그러나 다른 이들은 그러한 용어가 용어 남용이라고 주장하고 있으며, 탄소 핵물질을 첨가하여 탄소-탄소 결합을 형성하는 마이클의 추가를 제한하고 있다. 황소-마이클 반응과 아자-마이클 반응이라는 용어는 각각 1,4개의 산소 및 질소 핵물질을 추가하기 위해 사용되어 왔다.

메커니즘

반응 메커니즘에는 핵성분으로서 1(R a 알코시 그룹 포함)이 있다.[3]

Michael reaction mechanism

염기서열 1은 전자 인출 그룹에 의해 안정화된 카르바니온 2로 이어진다. 구조 2a~2c는 이 종을 위해 그릴 수 있는 3개의 공명 구조로, 이 중 2개는 에놀레이트 이온을 가지고 있다. 이 핵소체는 전기생성 알켄 3과 반응하여 결합 첨가 반응에서 4를 형성한다. 에놀레이트 4~5에 의한 양성자 베이스(또는 용매)로부터의 양성자 추상화가 마지막 단계다.

반응의 과정은 정전기적 고려보다는 궤도적 고려에 의해 지배된다. 안정화된 에놀레이트들의 HOMO는 중심 탄소 원자에 대한 계수가 큰 반면, 많은 알파, 베타 불포화 카보닐 화합물의 LUMO는 베타 카보닐에 대한 계수가 크다. 따라서 두 반응제는 모두 부드러운 것으로 간주할 수 있다. 이러한 편극화된 프런티어 궤도는 비슷한 에너지의 것이며, 새로운 탄소-탄소 결합을 형성하기 위해 효율적으로 반응한다.

알돌 첨가물과 마찬가지로, 마이클 반응은 무카이야마-마이클 첨가물에서 에놀, 실릴 에테르, 또는 더 일반적으로 에놀레이트 핵포화물을 통해 진행될 수 있다. 후자의 경우 안정화된 카보닐 화합물은 강한 염기(강성 에놀레이션) 또는 루이스 산과 약한 염기(연성 에놀레이션)로 감응된다. 그 결과 활성된 올레핀은 1,4-재위성으로 공격하여 탄소-탄소 결합을 형성한다. 이것은 또한 활성산소를 전기영동체로 이동시킨다. 전기영양체는 핵성보다 산성이 훨씬 낮기 때문에, 빠른 양성자 전달은 보통 제품이 신장될 수 있는 경우 핵영양성으로 다시 에놀레이트를 전달한다. 그러나 적절한 전기영양성이 펜던트화되면 핵영양성의 새로운 위치를 이용할 수 있다. 핵소포체와 제품의 상대적 산도에 따라 그 반응은 기저에서 촉매작용을 할 수 있다. 대부분의 경우 저온에서 그 반응은 되돌릴 수 없다.

비대칭 마이클 반응

최근 몇 년[when?] 동안 연구원들은 비대칭적인 마이클 추가의 범위를 넓히기 위해 노력해왔다. 가장 일반적인 방법은 치랄 위상 전달 촉매(Cinchona Alkaloids에서 추출한 비대칭 쿼터나 암모늄 염 또는 치랄 2차 아민과 함께 에나민 또는 이미늄 활성화를 사용하는 유기물 투석(Orgocalatalism)과 같은 치랄 위상 전달 촉매제를 포함한다.[15]

아래에 스케치된 사이클로헥사논과 β-니트로스티렌의 반응에서, 베이스 프로라인은 파생되어 p-톨루엔설폰산과 같은 프로틴산과 함께 작용한다.[16]

Michael reaction asymmetric

99% ee와 함께 동기 덧셈이 선호된다. 이러한 선택성에 책임이 있다고 여겨지는 전환 상태에서 에나민(프로라인 질소와 사이클로케톤 사이에 형성됨)과 β-니트로스티렌은 프로라인 측 그룹에서 양성자 아민에 접합된 니트로 그룹 수소와 공동 제조된다.

Asymmetric Michael transition state

마이클의 잘 알려진 반응은 1944년 링크가 처음 보고한 4-히드록시쿠마린과 벤질리데네아세톤으로부터 와파린이 합성된 것이다.[17]

Warfarin synthesis

이 반응의 몇 가지 비대칭 버전이 키랄 촉매를 사용하여 존재한다.[18][19][20][21][22][23]

무카이야마마이클 덧셈

무카이야마-마이클의 첨가물에서 핵소체는 실릴 에놀 에테르이며, 촉매는 보통 티타늄 테트라클로라이드:[24][25]

Mukaiyama–Michael addition

역사

1887년 터프츠 대학교에서 아서 마이클이 수행한 연구는 1884년 콘래드 앤 쿠스체이트가 에틸 2,3-디브로마노네이트와 함께 사이클로프로판 유도체를[26] 형성하는 디에틸 소다이오말론산염의 반응에 대해 발표한 것에 의해 촉발되었다(현재 두 번의 연속적인 대체반응을 수반하는 것으로 인정됨).

Michael reaction Conrad Guthzeit comparison.svg

마이클은 프로피온산을 2-브로마크릴산 에틸레스터로 대체함으로써 동일한 제품을 얻을 수 있었고, 아크릴산의 이중 결합에 대한 추가 반응을 가정해야만 이 반응이 효과를 볼 수 있다는 것을 깨달았다. 그 후 그는 최초의 마이클 어덕트를 형성하는 시닌산의 디에틸 말론산염과 에틸 에스테르를 반응시킴으로써 이러한 가정을 확인했다.[27]

The original 1887 Michael reaction

같은 해에 레이너 루드비히 클라이센은 이 발명의 우선권을 주장했다.[28] 그와 T. 콤네노스는 알데히드와의 말론산의 응축 반응을 조사하는 동안 1883년 일찍이 사이드 제품으로 이중 결합에 첨가된 제품을 관찰했었다.[29] 그러나, 전기 작가 토코로야마 타카시에 의하면, 이 주장은 무익하다고 한다.[27]

참조

  1. ^ Little, R. D.; Masjedizadeh, M. R.; Wallquist, O.; McLoughlin, J. I. (1995). "The Intramolecular Michael Reaction". Org. React. 47. pp. 315–552. doi:10.1002/0471264180.or047.02. ISBN 978-0-471-26418-7.
  2. ^ Mather, B.; Viswanathan, K.; Miller, K.; Long, T. (2006). "Michael addition reactions in macromolecular design for emerging technologies". Progress in Polymer Science. 31 (5): 487–531. doi:10.1016/j.progpolymsci.2006.03.001.
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