क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रिया

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कार्बनिक रसायन विज्ञान में, संकरण-युग्मन प्रतिक्रिया एक रासायनिक प्रतिक्रिया होती है जहां धातु उत्प्रेरक की सहायता से दो टुकड़े एक साथ जुड़ जाते हैं। एक प्रकार की महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया में, R-M (R = कार्बनिक टुकड़ा, M = मुख्य समूह केंद्र) प्रकार का एक मुख्य समूह कार्बधात्विक यौगिक R'-X प्रकार के कार्बनिक हैलाईड के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिसमें एक नए कार्बन-कार्बन आबंध का निर्माण होता है। उत्पाद R-R'[1][2][3] संकरण - युग्मन प्रतिक्रिया युग्मन प्रतिक्रियाओं का एक उपवर्ग है। यह प्रायः आर्यलेशन में प्रयोग किया जाता है।

पैलेडियम-उत्प्रेरित युग्मन प्रतिक्रियाओं को विकसित करने के लिए रिचर्ड एफ. हेक, आई Negishi , और अकीरा सुजुकी (रसायनज्ञ) को रसायन विज्ञान में 2010 के नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।[4][5]


रचनातंत्र

कुमादा युग्मन के लिए प्रस्तावित तंत्र (L = लिगैंड , Ar = Aryl )।

रचनातंत्र तंत्र में सामान्यतः L प्रकार के धातु परिसर पर कार्बनिक पदार्थों R और R 'का अपचायक उन्मूलन संबद्ध होता है। LnMR(R') (जहाँ L कुछ मनमाना दर्शक संलग्नी है)। महत्वपूर्ण मध्यवर्ती LnMR(R') कम वैलेंस प्रीकर्सर Ln से दो चरणों वाली प्रक्रिया में बनता है LnM में एक कार्बनिक हैलाइड (RX) का ऑक्सीडेटिव जोड़ LnMR(X) देता है। इसके बाद, दूसरा साथी R' के स्रोत के साथ ट्रांसमेटेलेशन से गुजरता है।-. अंतिम चरण उत्प्रेरक को पुन: उत्पन्न करने और जैविक उत्पाद देने के लिए दो युग्मन टुकड़ों का रिडक्टिव उन्मूलन है। असंतृप्त सबस्ट्रेट्स, जैसे C(sp)−X और C(sp2)−X बांड, युगल अधिक आसानी से, आंशिक रूप से क्योंकि वे उत्प्रेरक में आसानी से जुड़ जाते हैं।

उत्प्रेरक

केंद्र।

उत्प्रेरक अक्सर पैलेडियम पर आधारित होते हैं, जिसे अक्सर उच्च कार्यात्मक समूह सहिष्णुता के कारण चुना जाता है। ऑर्गनोपैलेडियम यौगिक आमतौर पर पानी और हवा के प्रति स्थिर होते हैं। पैलेडियम उत्प्रेरक दवा उद्योग के लिए समस्याग्रस्त हो सकते हैं, जो भारी धातुओं के संबंध में व्यापक विनियमन का सामना करता है। कई दवा केमिस्ट उत्पाद में धातु के निशान को कम करने के लिए उत्पादन की शुरुआत में युग्मन प्रतिक्रियाओं का उपयोग करने का प्रयास करते हैं।[6] पीडी पर आधारित विषम उत्प्रेरक भी अच्छी तरह से विकसित होते हैं।[7]

कॉपर-आधारित उत्प्रेरक भी आम हैं, विशेष रूप से हेटेरोएटम-सी बॉन्ड से जुड़े युग्मन के लिए।[8][9] लोहा-,[10] कोबाल्ट-,[11] और निकल आधारित[12] उत्प्रेरकों का अध्ययन किया गया है।

समूह छोड़ना

कार्बनिक साथी में छोड़ने वाला समूह एक्स आमतौर पर एक हलाइड होता है, हालांकि ट्राइफ्लेट, टॉसाइलेट और अन्य स्यूडोहैलाइड का उपयोग किया गया है। ऑर्गेनोक्लोरिन यौगिकों की कम लागत के कारण क्लोराइड एक आदर्श समूह है। अक्सर, हालांकि, सी-सीएल बांड बहुत निष्क्रिय होते हैं, और स्वीकार्य दरों के लिए ब्रोमाइड या योडिद छोड़ने वाले समूहों की आवश्यकता होती है। ऑर्गोमेटेलिक पार्टनर में मुख्य समूह धातु आमतौर पर एक इलेक्ट्रोपोसिटिव तत्व होता है जैसे टिन, जस्ता, सिलिकॉन या बोरॉन।

कार्बन-कार्बन क्रॉस-युग्मन

कई क्रॉस-कपलिंग कार्बन-कार्बन बॉन्ड बनाते हैं।

Reaction Year Reactant A Reactant B Catalyst Remark
Cadiot–Chodkiewicz coupling 1957 RC≡CH sp RC≡CX sp Cu requires base
Castro–Stephens coupling 1963 RC≡CH sp Ar-X sp2 Cu
Corey–House synthesis 1967 R2CuLi or RMgX sp3 R-X sp2, sp3 Cu Cu-catalyzed version by Kochi, 1971
Kumada coupling 1972 RMgBr sp2, sp3 R-X sp2 Pd or Ni or Fe
Heck reaction 1972 alkene sp2 Ar-X sp2 Pd or Ni requires base
Sonogashira coupling 1975 ArC≡CH sp R-X sp3 sp2 Pd and Cu requires base
Negishi coupling 1977 R-Zn-X sp3, sp2, sp R-X sp3 sp2 Pd or Ni
Stille cross coupling 1978 R-SnR3 sp3, sp2, sp R-X sp3 sp2 Pd or Ni
Suzuki reaction 1979 R-B(OR)2 sp2 R-X sp3 sp2 Pd or Ni requires base
Murahashi coupling[13] 1979 R-Li sp2, sp3 R-X sp2 Pd or Ru
Hiyama coupling 1988 R-SiR3 sp2 R-X sp3 sp2 Pd requires base
Fukuyama coupling 1998 R-Zn-I sp3 RCO(SEt) sp2 Pd or Ni see Liebeskind–Srogl coupling, gives ketones
Liebeskind–Srogl coupling 2000 R-B(OR)2 sp3, sp2 RCO(SEt) Ar-SMe sp2 Pd requires CuTC, gives ketones
(Li) Cross dehydrogenative coupling(CDC) 2004 R-H sp, sp2, sp3 R'-H sp, sp2, sp3 Cu, Fe, Pd etc requires oxidant or dehydrogenation


कार्बन-हेटेरोएटम युग्मन

कई क्रॉस-कपलिंग में कार्बन-हेटेरोएटम बॉन्ड (हेटेरोएटम = एस, एन, ओ) बनाने की आवश्यकता होती है। बुचवाल्ड-हार्टविग प्रतिक्रिया एक लोकप्रिय विधि है:

The Buchwald–Hartwig reaction

 

 

 

 

(Eq.1)

Reaction Year Reactant A Reactant B Catalyst Remark
Ullmann-type reaction ArO-MM, ArNH2,RS-M,NC-M sp3 Ar-X (X = OAr, N(H)Ar, SR, CN) sp2 Cu
Chan–Lam coupling[14] Ar-B(OR)2 sp2 Ar-NH2 sp2 Cu
Buchwald–Hartwig reaction[15] 1994 R2N-H sp3 R-X sp2 Pd N-C coupling,
second generation free amine


विविध प्रतिक्रियाएं

कीथ फाग्नौ और सहकर्मियों द्वारा फ्लोरिनेटेड एरेन्स के साथ हलोजन की पैलेडियम-उत्प्रेरित क्रॉस-कपलिंग प्रतिक्रियाओं के लिए एक विधि की सूचना दी गई थी। यह असामान्य है कि इसमें कार्बन-हाइड्रोजन बंधन सक्रियण शामिल है | इलेक्ट्रॉन की कमी वाले क्षेत्र में सी-एच क्रियाशीलता।[16]

फ्लोरोएरीन युग्मन

आवेदन

फार्मास्यूटिकल्स के उत्पादन के लिए क्रॉस-कपलिंग प्रतिक्रियाएं महत्वपूर्ण हैं,[3]Montelukast , इलेट्रिप्टान , नेप्रोक्सेन , वैरेनिकलाइन और रेस्वेराट्रोल के उदाहरण हैं।[17] सुजुकी कपलिंग का सबसे अधिक उपयोग किया जा रहा है।[18] कुछ पॉलिमर और मोनोमर भी इस तरह से तैयार किए जाते हैं।[19]


समीक्षा

  • Fortman, George C.; Nolan, Steven P. (2011). "सजातीय क्रॉस-कपलिंग कटैलिसीस में एन-हेटरोसायक्लिक कार्बाइन (एनएचसी) लिगैंड्स और पैलेडियम: एक आदर्श संघ". Chemical Society Reviews (in English). 40 (10): 5151–69. doi:10.1039/c1cs15088j. PMID 21731956.
  • Yin; Liebscher, Jürgen (2007). "कार्बन-कार्बन युग्मन प्रतिक्रियाएं विषम पैलेडियम उत्प्रेरक द्वारा उत्प्रेरित होती हैं". Chemical Reviews. 107 (1): 133–173. doi:10.1021/cr0505674. PMID 17212474. S2CID 36974481.
  • Jana, Ranjan; Pathak, Tejas P.; Sigman, Matthew S. (2011). "ट्रांज़िशन मेटल (पीडी, नी, फ़े) में प्रगति - प्रतिक्रिया भागीदारों के रूप में अल्काइल-ऑर्गेनोमेटैलिक्स का उपयोग करके उत्प्रेरित क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रियाएं". Chemical Reviews. 111 (3): 1417–1492. doi:10.1021/cr100327p. PMC 3075866. PMID 21319862.
  • Molnár, Árpád (2011). "कार्बन-कार्बन युग्मन प्रतिक्रियाओं में कुशल, चयनात्मक और पुन: प्रयोज्य पैलेडियम उत्प्रेरक". Chemical Reviews. 111 (3): 2251–2320. doi:10.1021/cr100355b. PMID 21391571.
  • Miyaura, Norio; Suzuki, Akira (1995). "ऑर्गनोबोरोन यौगिकों के पैलेडियम-उत्प्रेरित क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रियाएं". Chemical Reviews. 95 (7): 2457–2483. CiteSeerX 10.1.1.735.7660. doi:10.1021/cr00039a007.
  • Roglans, Anna; Pla-Quintana, Anna; Moreno-Mañas, Marcial (2006). "पैलेडियम-उत्प्रेरित क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रियाओं में सबस्ट्रेट्स के रूप में डायज़ोनियम लवण". Chemical Reviews. 106 (11): 4622–4643. doi:10.1021/cr0509861. PMID 17091930. S2CID 8128630.


इस पृष्ठ में अनुपलब्ध आंतरिक कड़ियों की सूची

  • कार्बनिक रसायन शास्त्र
  • रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार
  • पैलेडियम-उत्प्रेरित युग्मन प्रतिक्रियाएं
  • कपलिंग से नफरत है
  • ऑक्सीडेटिव अतिरिक्त
  • रिडक्टिव एलिमिनेशन
  • सोनोगाशिरा युग्मन
  • बोरान

संदर्भ

  1. ↑ Organic Synthesis using Transition Metals Rod Bates ISBN 978-1-84127-107-1
  2. ↑ New Trends in Cross-Coupling: Theory and Applications Thomas Colacot (Editor) 2014 ISBN 978-1-84973-896-5
  3. ↑ 3.0 3.1 King, A. O.; Yasuda, N. (2004). "Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions in the Synthesis of Pharmaceuticals". प्रक्रिया रसायन विज्ञान में Organometallics. Topics in Organometallic Chemistry. Vol. 6. Heidelberg: Springer. pp. 205–245. doi:10.1007/b94551. ISBN 978-3-540-01603-8.
  4. ↑ "टी टोटल एल पी राइज मेंबर टीज़ू स्ट्री 2010 - रिचर्ड एफ। बिल्ली, ईआई स्थान नेगीशी, अकीरा सुजुकी". NobelPrize.org. 2010-10-06. Retrieved 2010-10-06.
  5. ↑ Johansson Seechurn, Carin C. C.; Kitching, Matthew O.; Colacot, Thomas J.; Snieckus, Victor (2012). "पैलेडियम-उत्प्रेरित क्रॉस-कपलिंग: 2010 के नोबेल पुरस्कार के लिए एक ऐतिहासिक प्रासंगिक परिप्रेक्ष्य". Angewandte Chemie International Edition. 51 (21): 5062–5085. doi:10.1002/anie.201107017. PMID 22573393. S2CID 20582425.
  6. ↑ Thayer, Ann (2005-09-05). "अशुद्धियों को दूर करना". Chemical & Engineering News. Retrieved 2015-12-11.
  7. ↑ Yin, L.; Liebscher, J. (2007). "कार्बन-कार्बन युग्मन प्रतिक्रियाएं विषम पैलेडियम उत्प्रेरक द्वारा उत्प्रेरित होती हैं". Chemical Reviews. 107 (1): 133–173. doi:10.1021/cr0505674. PMID 17212474. S2CID 36974481.
  8. ↑ Corbet, Jean-Pierre; Mignani, Gérard (2006). "चयनित पेटेंट क्रॉस-कपलिंग रिएक्शन टेक्नोलॉजीज". Chemical Reviews. 106 (7): 2651–2710. doi:10.1021/cr0505268. PMID 16836296.
  9. ↑ Evano, Gwilherm; Blanchard, Nicolas; Toumi, Mathieu (2008). "कॉपर-मध्यस्थता युग्मन प्रतिक्रियाएं और प्राकृतिक उत्पादों और डिज़ाइन किए गए बायोमोलेक्यूल्स संश्लेषण में उनके अनुप्रयोग". Chemical Reviews. 108 (8): 3054–3131. doi:10.1021/cr8002505. PMID 18698737.
  10. ↑ Robin B. Bedford (2015). "आयरन कितना कम होता है? Fe-उत्प्रेरित क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रियाओं में सक्रिय प्रजातियों का पीछा करना". Acc. Chem. Res. 48 (5): 1485–1493. doi:10.1021/acs.accounts.5b00042. PMID 25916260.
  11. ↑ Cahiez, GéRard; Moyeux, Alban (2010). "कोबाल्ट-उत्प्रेरित क्रॉस-युग्मन प्रतिक्रियाएं". Chemical Reviews. 110 (3): 1435–1462. doi:10.1021/cr9000786. PMID 20148539.
  12. ↑ Rosen, Brad M.; Quasdorf, Kyle W.; Wilson, Daniella A.; Zhang, Na; Resmerita, Ana-Maria; Garg, Neil K.; Percec, Virgil (2011). "निकेल-उत्प्रेरित क्रॉस-कपलिंग जिसमें कार्बन-ऑक्सीजन बॉन्ड शामिल हैं". Chemical Reviews. 111 (3): 1346–1416. doi:10.1021/cr100259t. PMC 3055945. PMID 21133429.
  13. ↑ Murahashi, Shunichi; Yamamura, Masaaki; Yanagisawa, Kenichi; Mita, Nobuaki; Kondo, Kaoru (1979). "Stereoselective synthesis of alkenes and alkenyl sulfides from alkenyl halides using palladium and ruthenium catalysts". The Journal of Organic Chemistry (in English). 44 (14): 2408–2417. doi:10.1021/jo01328a016. ISSN 0022-3263.
  14. ↑ Jennifer X. Qiao; Patrick Y.S. Lam (2011). "Recent Advances in Chan–Lam Coupling Reaction: Copper-Promoted C–Heteroatom Bond Cross-Coupling Reactions with Boronic Acids and Derivatives". In Dennis G. Hall (ed.). Boronic Acids: Preparation and Applications in Organic Synthesis, Medicine and Materials. Wiley-VCH. pp. 315–361. doi:10.1002/9783527639328.ch6. ISBN 9783527639328.
  15. ↑ Ruiz-Castillo, P.; Buchwald, S. L. (2016). "Applications of Palladium-Catalyzed C–N Cross-Coupling Reactions". Chemical Reviews. 116 (19): 12564–12649. doi:10.1021/acs.chemrev.6b00512. PMC 5070552. PMID 27689804.
  16. ↑ M. Lafrance; C. N. Rowley; T. K. Woo; K. Fagnou (2006). "Perfluorobenzenes का कैटेलिटिक इंटरमॉलिक्युलर डायरेक्ट आर्यलेशन". J. Am. Chem. Soc. 128 (27): 8754–8756. CiteSeerX 10.1.1.631.607. doi:10.1021/ja062509l. PMID 16819868.
  17. ↑ Cornils, Boy; Börner, Armin; Franke, Robert; Zhang, Baoxin; Wiebus, Ernst; Schmid, Klaus (2017). "Hydroformylation". Organometallic यौगिकों के साथ अनुप्रयुक्त सजातीय कटैलिसीस. pp. 23–90. doi:10.1002/9783527651733.ch2. ISBN 9783527328970.
  18. ↑ Roughley, Stephen D.; Jordan, Allan M. (2011). "द मेडिसिनल केमिस्ट्स टूलबॉक्स: ड्रग कैंडिडेट्स की खोज में प्रयुक्त प्रतिक्रियाओं का विश्लेषण". Journal of Medicinal Chemistry. 54 (10): 3451–3479. doi:10.1021/jm200187y. PMID 21504168.
  19. ↑ Hartwig, J. F. Organotransition Metal Chemistry, from Bonding to Catalysis; University Science Books: New York, 2010. ISBN 1-891389-53-X
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