بنابراین، معرف‌های گیلمن برای چه مواردی استفاده می‌شوند؟

آخرین باری که در موردش صحبت کردیم نحوه ساخت معرف های گیلمن (اورگانوکوپرات). در این پست، ما در مورد آنچه که آنها واقعا برای چه استفاده می شوند صحبت خواهیم کرد. در اینجا خلاصه ای برای امروز آمده است:

فهرست مطالب

1. معرف های گیلمن در مقابل معرف های گریگنارد
2. افزودن مزدوج: واکنش کلیدی معرف های گیلمن
3. چگونه می دانید که افزودن “عادی” یا “مزوج” رخ خواهد داد؟
4. مکانیسم افزودن مزدوج
5. معرف های گیلمن هسته دوست های بزرگ برای S_ن2 واکنش ها
6. نتیجه گیری: معرف های گیلمن
7. یادداشت
8. (پیشرفته) مراجع و مطالعه بیشتر

---

1. معرف های گیلمن در مقابل معرف های گریگنارد

همانطور که در آخرین بار اشاره کردم، معرف های گیلمن تضاد جالبی با معرف های گریگنارد و ارگانولیتیوم ارائه می دهند.

تمام آن نمونه‌هایی از معرف‌های گریگنارد که به آلدئیدها، کتون‌ها و استرها اضافه می‌کنند را به خاطر دارید؟ خب، معرف‌های گیلمن معمولاً این کار را نمی‌کنند (آنها به کلریدهای اسید اضافه می کنند، اما من از آن خارج می شوم)

ممکن است خود را متعجب کنید، “پس چی؟”. چرا ما باید به زحمت یاد بگیریم در مورد این چیزها اگر آنها حتی خیلی واکنشی نیستند؟

خوب، خواننده عزیز، اجازه دهید شما را در مورد مثال دوم تکمیل کنم. ما یک چیز کوچک را تغییر خواهیم داد و همه چیز تغییر می کند.

بیایید یک پیوند دوگانه در کنار کتون قرار داده و دوباره واکنش را اجرا کنیم.

اوه چه اتفاقی در آنجا افتاد؟

2. افزودن مزدوج: واکنش کلیدی معرف های گیلمن

واکنشگر گریگنارد به همین ترتیب (به کربونیل) واکنش نشان داد، اما برای مواد ارگانیک، ببینید که ما پیوند CC π (پیوند دوگانه) را شکست و یک پیوند CC جدید تشکیل داد؟

اگر برای شما عجیب به نظر می رسد، باید! به عنوان مثال، آلکن های جدا شده، مانند سیکلوهگزن، این واکنش را انجام نمی دهند.

بنابراین باید چیزی مهم در مورد این واقعیت وجود داشته باشد که آلکن در کنار یک کربونیل قرار دارد. چرا ممکن است مهم باشد؟

به فرم های رزونانس نگاه کنید و یک سرنخ خواهید دید.

یک شکل رزونانس مهمی وجود دارد که در آن کربن وجود دارد دو کربن دورتر از کربن کربونیل (ما به آن موقعیت “بتا” (β) می گوییم) بار مثبتی را تحمل می کند. بنابراین، در هیبرید رزونانس، که کربن مقداری بار مثبت جزئی را تحمل می کند.

به عبارت دیگر، آن کربن است الکتروفیلیک. می تواند با هسته دوست ها واکنش نشان دهد! (مانند مواد ارگانیک).

[Contrast that with ordinary alkenes, where the resonance form with a carbon bearing a negative charge is not an important resonance form. The fact that the charge is placed on oxygen in the resonance form of an α,β unsaturated system is the key to the relative importance of that resonance form. [Compare the basicity of alkoxides (RO-) and alkyllithiums (R-) and that will give you an idea of their relative stabilities].

3. صبر کنید: چگونه می‌دانید که افزودن «عادی» یا «مزوج» رخ خواهد داد؟

این یک سوال مهم را مطرح می کند: چگونه می دانید که آیا یک هسته دوست به کربن کربونیل حمله می کند؟ (گاهی اوقات در اصطلاح ما “افزودن 1،2” نامیده می شود) یا در موقعیت بتا (“افزودن 1،4” یا “اضافه مزدوج”).

سوال ساده. پاسخ اجمالی بسیار دشوار است و موضوع بسیار بزرگی برای این پست است.

جواب کوتاه: حفظ کردن که Grignards به کربونیل ها اضافه می شود، در حالی که مواد ارگانیک افزودن مزدوج را انجام می دهند.

(اردک می زند در حالی که مردم چیزها را به سمت صفحه پرتاب می کنند)

من فقط می گویم “به خاطر بسپار” زیرا برای درک کافی این پدیده، باید به نظریه اوربیتال مولکولی برویم تا به مفهوم کلیدی “” برسیم.نظریه باز اسید نرم سخت (HSAB).“، و در این مرحله، ما قصد نداریم آن را پوشش دهیم.

در مورد مکانیسم واکنش چطور؟ اکنون که چیزی که می توانیم پوشش دهیم

4. مکانیسم افزودن مزدوج

در مرحله اول، هسته دوست (که جفت الکترون در Cu-CH است₃ رابطه، رشته، نه بار منفی روی مس!) با موقعیت بتا کتون پیوند ایجاد می کند. پیوند CC π می شکند و بار منفی روی کربن آلفا تشکیل می دهد. ما در واقع می توانیم جلوتر برویم و یک فرم تشدید رسم کنیم که در آن یک پیوند CC π جدید تشکیل می دهیم و بار منفی را روی اکسیژن قرار می دهیم. شما این گونه شیمیایی را خواهید دید مقدار زیادی در فصول بعدی – به آن یک می گویند انحراف کردن، و بسیار مهم است در حال حاضر، نکته کلیدی این است که بار منفی روی آن است اکسیژن، که به طور قابل توجهی پایدارتر (کمتر اساسی) از داشتن بار منفی روی کربن است.

افزودن اسید باعث پروتونه شدن انولات (که یک پایه است) و محصول نهایی ما می شود.

5. معرف های گیلمن هسته دوست های عالی برای S_ن2 واکنش ها

اما صبر کن! افزودن های مزدوج همه مواد ارگانیک نمی توانند انجام دهند.

اگر به سایر پست‌های این مجموعه نگاه دقیقی داشته باشید، ممکن است متوجه شده باشید که واکنش‌های SN2 به‌طور آشکار در فهرست واکنش‌هایی که گریگنارد برای آن‌ها مفید است، وجود ندارد. [Why’s that? Great question. The short answer is, we observe that a lot of side reactions tend to occur, like deprotonation and reduction. Using a Grignard reagent to do an S_N2 reaction to form a C-C bond is generally not a great process].

با این حال، هنگامی که ما به یک معرف گیلمن تغییر می کنیم، S_ن2 خوب کار میکنه این یک واکنش مفید در جعبه ابزار برای تشکیل پیوندهای CC است.

این در مورد معرف های گیلمن در حال حاضر خلاصه می شود. می توانیم اضافه کنیم که می توان از آنها برای ساختن استفاده کرد کتون ها از هالیدهای اسیدی با توجه به اینکه این پست به اندازه کافی طولانی است، در حال حاضر در قرار دادن آن تردید دارم. ما آن را در زمان مناسب پوشش خواهیم داد.

6. نتیجه گیری: معرف های گیلمن

معرف های گیلمن (ارگانوکوپرات ها) دو واکنش را انجام می دهند که معرف های گریگنارد (و ارگانولیتیوم ها) انجام نمی دهند:

• آنها افزوده های مزدوج را به کتون های غیر اشباع α، β انجام می دهند.
• نوکلئوفیل های موثری برای S_ن2 واکنش

در پست بعدی، ما به یک موضوع بحث برانگیزتر تغییر خواهیم کرد – واکنش های کاتالیزور فلزات واسطه.

پست بعدی: واکنش‌های متاتزیس هک، سوزوکی و الفین

---

یادداشت

هنوز اطلاعات بیشتر، زیرا این پست وبلاگ به اندازه کافی طولانی نبوده است

در اینجا یک مسابقه برای شما وجود دارد. کدام هسته دوست بهتر است؟ یک معرف آلی مس یا یک معرف ارگانوکوپرات؟

وقتی به این موضوع فکر می کنید، گروه ترک را تجزیه و تحلیل کنید. سرنخ در آنجا نهفته است.

چه زمانی آلی مس معرف ها به عنوان هسته دوست عمل می کنند، آنها از ترکیبات خنثی و نسبتاً پایدار به مس یونی می روند. اگرچه این یک تعمیم گسترده است، به حداقل رساندن بار به طور کلی با ثبات بیشتر در شیمی آلی همراه است. ما از یک ترکیب خنثی (مس آلی) به یک یون باردار (Cu+) می رویم. [I could also add that Cu+, being a soft ion, is not very effective in binding to O-, but that’s a pretty advanced point].

آن را با مواد ارگانیک در آنجا، ما به عنوان یک نسبتاً ناپایدار شروع می کنیم متهم گونه، و محصول نهایی مس ما است خنثی معرف آلی مس این قطعا از نظر پایداری سراشیبی است. منطقی است که انتظار داشته باشیم که ماده ارگانیک واکنش پذیرتر باشد و از این رو هسته دوست بهتری باشد.

از همین اصل می توان برای توضیح اینکه چرا NaBH4 یک عامل کاهنده بهتر از BH3 است و LiAlH4 یک عامل کاهنده بهتر از AlH3 است استفاده کرد.

---

(پیشرفته) مراجع و مطالعه بیشتر

معرف‌های گیلمن یا آلی لیتیوم (R₂CuLi)، نوکلئوفیل های مفیدی در سنتز آلی هستند. اینها واکنش پذیری متفاوتی با معرف های گریگنارد و ارگانولیتیوم دارند، زیرا معرف های گیلمن نرم تر هستند.

تشکیل معرف گیلمن:

1. تهیه متیل مس و برخی مشاهدات در مورد تجزیه ترکیبات آلی مس
   هنری گیلمن، روبن جی جونز و لس آنجلس وودز
   مجله شیمی آلی 1952 17 (12)، 1630-1634
   DOI:1021/jo50012a009
   یکی از اولین مقالات پروفسور هنری گیلمن (U. of Iowa) در مورد ‘reagents گیلمن’ – ترکیبات دی آلی مس. در این مورد او تهیه دی متیل مس را شرح می دهد.
   
   افزودن مزدوج معرف های گیلمن:
2. شیمی کربنیون ها XVII. افزودن معرف های آلی فلزی متیل به مشتقات سیکلوهگزنون
   هربرت او. هاوس و ویلیام اف. فیشر جونیور.
   مجله شیمی آلی 1968 33 (3)، 949-956
   DOI: 1021/jo01267a004
3. واکنش‌های افزودن مزدوج معرف‌های آلی مس
   گری اچ پوزنر
   واکنش نشان دهید. 1972، 19، 1-114
   DOI: 10.1002/0471264180.or019.01
   واکنش های آلی مجموعه ای از بررسی های انجام شده توسط بخش شیمی آلی ACS است، و این بررسی توسط پروفسور پوسنر، متخصص شیمی کوپرات، همه چیزهایی را که شما می خواهید در مورد افزودنی های مزدوج با مس از سال 1972 بدانید را پوشش می دهد. روش های آزمایشی دقیق عبارتند از در پایان داده می شود. کتون ها را می توان با افزودن معرف های گیلمن به آسیل هالیدها سنتز کرد:
4. کتون های متیل و آلکیل از کلریدهای کربوکسیلیک اسید و معرف های آلی مس
   GH Posner، CE Whitten
   چهار وجهی. لت 1970، 11 (53)، 4647-4650
   DOI: 10.1016/S0040-4039(00)89398-3
   یکی از مقالات اصلی در مورد این واکنش. پروفسور پوسنر در کار خود کارهای زیادی برای مطالعه شیمی آلی مس انجام داده است.
5. شیمی آلی مس کتون های جایگزین هالو، سیانو و کربونیل از کلریدهای آسیلی و معرف های آلی مس مربوطه
   گری اچ. پوسنر، چارلز ای. ویتن و پل مک فارلند
   مجله انجمن شیمی آمریکا 1972، 94 (14)، 5106-5108
   DOI: 1021/ja00769a066
   بسط مقاله قبلی، که دامنه زیرلایه واکنش را گسترش می دهد_نواکنش 2 معرف های گیلمن با آلکیل هالیدها به عنوان واکنش کوری-پوزنر-وایتزید-هاوس نیز شناخته می شود:
6. تشکیل انتخابی پیوندهای کربن-کربن بین گروه‌های متفاوت با استفاده از معرف‌های آلی مس
   الیاس جی کوری و گری اچ پوزنر
   مجله انجمن شیمی آمریکا 1967، 89 (15)، 3911-3912
   DOI: 1021/ja00991a049
   پروفسور ای جی کوری، برنده جایزه نوبل، ابتدا واکنش معرف های گیلمن از CH را شرح می دهد.₃لی ((CH₃)₂CuLi) با آلکیل و آریل هالید برای تشکیل پیوندهای CC جدید.
7. تشکیل پیوند کربن-کربن با جفت شدن انتخابی معرف های n-الکیل مس با هالیدهای آلی
   الیاس جی کوری و گری اچ پوزنر
   مجله انجمن شیمی آمریکا 1968، 90 (20)، 5615-5616
   DOI: 1021/ja01022a058
   پروفسور کوری این روش را به n-بوتیل و اتیل (از n-BuLi و EtLi) نیز.
8. واکنش لیتیوم دی آلکیل و دی آریل کوپرات با هالیدهای آلی
   جورج ام وایتسایدز، ویلیام اف. فیشر جونیور، جوزف سان فیلیپو جونیور، رابرت دبلیو باشه و هربرت او. هاوس
   مجله انجمن شیمی آمریکا 1969، 91 (17)، 4871-4882
   DOI: 1021/ja01045a049
   مقاله کلاسیک پروفسور GM Whitesides (MIT، اکنون هاروارد) در مورد جفت شدن معرف های گیلمن (R₂CuLi) با آریل یدیدها. این واکنش به طور جامع مورد مطالعه قرار گرفته است و دارای یک بررسی مکانیکی کامل است، به همین دلیل نام او در واکنش گنجانده شده است.