การเชื่อมโยงฟุกุยามา
| การเชื่อมโยงฟุกุยามา | |
|---|---|
| ตั้งชื่อตาม | โทรุ ฟุคุยามะ |
| ประเภทปฏิกิริยา | ปฏิกิริยาการจับคู่ |
| ตัวระบุ | |
| พอร์ทัลเคมีอินทรีย์ | ฟุกุยามา-คัปปลิง |
ปฏิกิริยาฟูกูยามะเป็นปฏิกิริยาการเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นระหว่างไทโอเอสเทอร์และออร์กาโนซิงค์เฮไลด์ในที่ที่มี ตัวเร่งปฏิกิริยา แพลเลเดียมผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาคือคีโตนปฏิกิริยานี้ถูกค้นพบโดยโทฮ์รุ ฟูกูยามะและคณะในปี 1998 [ 1 ]
ข้อดี
ปฏิกิริยานี้มีความสำคัญอย่างมากในเคมีอินทรีย์สังเคราะห์เนื่องจากมีความเลือกทางเคมี สูง สภาวะปฏิกิริยาไม่รุนแรง และการใช้รีเอเจนต์ที่มีความเป็นพิษน้อย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง โปรโตคอลนี้เข้ากันได้กับหมู่ฟังก์ชัน ที่ไวต่อปฏิกิริยา เช่น คีโตน α-อะซิเตต ซัลไฟด์ อะริลโบรไมด์ คลอไรด์ และอัลดีไฮด์ ความเลือกทางเคมีที่ยอดเยี่ยมนี้เกิดจากอัตราการเกิดคีโตนที่รวดเร็วเมื่อเทียบกับการเติมออกซิเดชันของแพลเลเดียมลงในอะริลโบรไมด์หรือการเติมนิวคลีโอฟิลิกของรีเอเจนต์สังกะสีลงในอัลดีไฮด์[ 1 ]
กลไก
แม้ว่าปฏิกิริยาครอสคัปปลิงของฟุกุยามะจะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติกลไกของปฏิกิริยายังคงไม่ชัดเจน ตัวเร่งปฏิกิริยาต่างๆ ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าช่วยส่งเสริมปฏิกิริยา รวมถึง Pd/C, Pd(OH) (OAc) , PdCl2 , NiCl2 , Ni(acac) เป็นต้น[ 2 ]วัฏจักรเร่งปฏิกิริยาที่เสนอโดยใช้ Pd(OH) /C (ตัวเร่งปฏิกิริยาของเพิร์ลแมน) มีลักษณะเฉพาะคือการสร้าง Pd/C ที่ใช้งานได้ในแหล่งกำเนิดโดยการรีดิวซ์ด้วยรีเอเจนต์สังกะสีหรือผงสังกะสี[ 3 ]จากนั้นชนิดของ Pd/C ที่ใช้งานได้จะเกิดการเติมออกซิเดชันกับไทโอเอสเทอร์ ตามด้วยการถ่ายโอนโลหะกับรีเอเจนต์สังกะสีและการกำจัดแบบรีดิวซ์เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์การเชื่อมต่อคีโตน
สภาวะปฏิกิริยา
ปฏิกิริยาฟุกุยามาแบบเร่งปฏิกิริยาด้วยแพลเลเดียม
Fukuyama และคณะรายงานการเชื่อมต่อของเอทิลไทโอเอสเทอร์กับรีเอเจนต์ออร์กาโนซิงค์โดย ใช้ PdCl (PPh ) [ 4 ] ที่น่าทึ่งคือ α-อะมิโนคีโตนที่เริ่มต้นจากอนุพันธ์ไทโอเอสเทอร์ของ กรดอะมิโนที่ป้องกัน N สามารถสังเคราะห์ได้โดยไม่มีการเกิดราเซมิเซชันด้วยผลผลิตที่ดีถึงดีเยี่ยม (58-88%)
ข้อต่อฟูคุยามะแบบเร่งปฏิกิริยา Ni
นอกเหนือจากการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมแล้ว การเชื่อมต่อฟุกุยามาที่ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลเป็นครั้งแรกได้รับการรายงานโดยชิมิซุและเซกิในปี 2545 [ 5 ] พบว่า Ni(acac) ให้ผลผลิตที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิลอื่นๆ
ปฏิกิริยา Fukuyama Coupling ที่เร่งปฏิกิริยาด้วย Pd/C โดยใช้รีเอเจนต์ Dialkylzinc
ในปี 2547 กลุ่มนักวิจัยกลุ่มเดียวกันได้รายงานการสังเคราะห์คีโตนฟุกุยามะโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา Pd/C ปฏิกิริยานี้เชื่อมโยงรีเอเจนต์ไดอัลคิลซิงค์กับไทโอเอสเทอร์ต่างๆ ในที่ที่มีซิงค์โบรไมด์ ซึ่งถูกสร้างขึ้นในแหล่งกำเนิดจากโบรมีนและผงซิงค์[ 6 ]ผู้เขียนเสนอว่าซิงค์โบรไมด์ ที่ไม่ทำงาน จะเปลี่ยนไปเป็นชนิด RZnBr ที่ทำงานผ่านสมดุลของ Schlenkนอกจากนี้DMFสามารถใช้เป็นสารเติมแต่งเพื่อเพิ่มผลผลิตของปฏิกิริยาได้
การประยุกต์ใช้ในการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ธรรมชาติแบบครบวงจร
ไบโอติน
ปฏิกิริยานี้ถูกนำมาใช้เพื่อลดระยะเวลาการสังเคราะห์(+)-biotin [ 7 ] ก่อนหน้านี้ ต้องใช้ลำดับขั้นตอนที่ยาวนานถึงหกขั้นตอนในการติดตั้งโซ่ข้าง C2 ของ (+)-biotin ลงในตัวกลางไทโอแลคโตน1ชิมิซุและเซกิได้ค้นพบวิธีการสังเคราะห์ (+)-biotin ที่มีประสิทธิภาพผ่านการเชื่อมต่อแบบฟุกุยามะของไทโอแลคโตน1และรีเอเจนต์ซิงค์อัลคิลที่เตรียมได้ง่าย2ในที่ที่มีตัวเร่งปฏิกิริยา PdCl (PPh ) ปฏิกิริยานี้สร้างแอลกอฮอล์3ซึ่งทำปฏิกิริยาโดยตรงโดยไม่ต้องทำให้บริสุทธิ์กับ PTSA เพื่อให้ได้แอลคีน4ในผลผลิต 86% เป็นไอโซเมอร์เดียวการไฮโดรจีเนชันและการกำจัด เบนซิล ของตัวกลางแอลคีนตามขั้นตอนที่รายงานไว้ทำให้ได้ (+)-biotin ในผลผลิต 73% ในสองขั้นตอน ลำดับการเชื่อมต่อแบบฟุกุยามะนี้ให้ผลผลิต (+)-ไบโอติน 63% โดยรวมในสามขั้นตอนจากไทโอแลคโตน1ซึ่งทำให้สามารถเข้าถึงวิตามินได้ในทางปฏิบัติเนื่องจากลำดับสั้น ผลผลิตสูง สภาวะที่ไม่รุนแรง และสารเคมีพร้อมใช้งาน
ปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้อง
ในเชิงการสังเคราะห์ย้อนกลับ ปฏิกิริยานี้คล้ายกับการเติม Barbierในเชิงกลไก ปฏิกิริยานี้มีความเกี่ยวข้องในเชิงแนวคิดกับการลด Fukuyama [ 8 ]และปฏิกิริยา Fukuyama-Mitsunobu [ 9 ]