고리화모드 삼각중심에서의고리화반응에있어서선호도는, n=2 일경우 5-endo >> 4-exo, n=3 일경우 5-exo > 6-endo, n=4 일경우 6-exo >> 7-endo 가된다. 이러한관계는친전자중심에대해친핵체의선호되는궤적 (preferred trajecto

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도원 교
6 years ago
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1 1.2 친전자체를이용한고리화반응 알켄분자내에친핵체로작용할수있는작용기가있는경우, 친전자성시약을사용하여고리화반응을할수있다. 분자내친핵체로작용할수있는군 (group) 으로는카보닐과카복실염, 아민, 아미도 (amido), 그리고카보닐의산소등이있다. 고리 - 크기 (ring-size) 에대한선호도는보통 5>6>3>4 의순서이지만, 고리 - 크기선호도와반응의입체선택성은고리화반응의전이상태의구조적, 형태적특징에따라좌우 (Baldwin rule). 볼드윈 (Baldwin) 은고리화반응에있어서입체전자적 (stereoelectronic) 요소의역할을근거로고리화반응을외향 (exo), 내향 (endo) 로분류하였고, 고리화반응이일어나는중심원자의혼성화상태에따라 tet, trig, 및 dig 로분류하였다. 친전자적그리고친핵적중심간의주어진간격 (n=1, 2, 3 등 ) 에따라, 고리화반응은외향또는내향의한가지형태로우세하게일어난다.

2 고리화모드 삼각중심에서의고리화반응에있어서선호도는, n=2 일경우 5-endo >> 4-exo, n=3 일경우 5-exo > 6-endo, n=4 일경우 6-exo >> 7-endo 가된다. 이러한관계는친전자중심에대해친핵체의선호되는궤적 (preferred trajectory) 에의해결정된다. 치환기는최적의형태 (preferred conformation), 전자적또는입체장애적영향에의해전이상태 (TS) 의구조에영향을줄수있다. E + (C) n Nu: exo-trig cyclization E + E (C) n (C) n Nu Nu: endo-trig cyclization (C) n Nu E

3 다섯고리 (5-membered ring) 및여섯고리 (6- membered ring) 친전자성고리화반응은다양한종류의산소 -, 질소 -, 황 - 함유고리를만드는데유용하게사용. 생성물의구조는고리 - 크기와외향 - 내향선택성에따라좌우되며, 일반적으로다섯고리 (5-membered ring) 및여섯고리 (6-membered ring) 화합물이우선적으로형성된다.

4 1.2.1 할로젠을이용한고리화반응 (Halocyclization) 1 할로락톤화반응 (Halolactonization) 다섯또는여섯고리를형성하여 g- 또는 d- 락톤을형성한다 - 클로로및브로모락톤화반응 (Chloro- and Bromolactonization) 클로로락톤화 : Cl 2 (g) 는사용에제약때문에 N-chlorosuccinimide(NCS) 를사용, 브로모락톤화의경우는일반적인브롬화시약인 Br 2, NBS, trimethylsilylbromide (3 차아민 in DMS) 등을사용. Br 2 를사용할때탄소양이온이안정화되면 syn-1,2-dibromide 생성과경쟁 CH NCS (DHQD) 2 PHAL CHCl 3 Cl + H CH 5-exo cyclization Cl Br 2 H Br (86%, 65% ee) H CH CH 2 Cl 2 DMF H Br K 2 C 3 H

5 브로모락톤화반응 (Bromolactonization) H NBS (1.2 eq) DABC (cat) CHCl 3 rt, 0.5 h H. Br A (91%, dr (A:B)> 20:1). B H Br H CH H Ph Br 2 CHCl 3 H Br - Br + H Ph H 6-endo cyclization Br (69%) Ph + Br Br Ph H

6 아이오도락톤형성반응 (Iodolactonization) 할로젠고리화반응에가장자주이용되는방법다섯- 또는여섯-고리를형성할수있는화합물에서일어나는고리화입체화학적선택성은주변의치환기에따라크게달라짐. 일반적으로염기가존재하진않을때이반응은가역적이어서열역학적으로보다안정한구조를얻게된다.

7 아이오도락톤형성반응 (Iodolactonization) -2 H I 2, KI NaHC 3 H 2 I H (43%) (5-endo cyclization)

8 (S)-3-Phenylpent-4-enoic acid 에대한아이오도고리화반응 반응조건에다라서로다른이성질체를형성. 1) NaHC 3 존재하에서는 syn-이성질체, 2) NaHC 3 를가하지않은조건에서는 anti-이성질체생성. 산 (HI) 을제거하지않으면산 - 촉매평형으로열역학적더안정한 anti- 이형태체 (B) 가중간체가주로존재하므로 trans- 이성질체가주로생성

9 두개이상의친핵체가존재할경우 형태적으로보다안정한전이상태를허용하는쪽으로반응이진행 3S-이성질체의경우알켄은기하학적으로반응가능한위치에있는 CR와반응 3R-이성질체의경우알켄은 H와반응.

10 (2) 기타고리화반응 고리형에테르합성고리형 halonium 이온은친핵적으로작용할수있는작용기, 예를들면하이드록시, sulfate, phosphate 등에의하여고리-열림반응이진행되어해당에테르, cyclic sulfate와 cyclic phosphate를생성

11 이중결합과반응하여 2-halomethyl기를가지게되는고리를형성할수있는친전자성아이오딘시약으로는전형적인 I 2, NIS, IBr, KI+KHS 5 및 bis(pyridinium)iodonium tetrafluoroborate와 bis(collidine)iodonium hexafluorophosphate(collidine, 2,4,6-trimethylpyridine) 등과같이 I + 를가지고있는피리딘복합체염이효율적

12 Tetrahydrofuran 합성 homoallylic 알코올은무수아세토니트릴용매에서아이오도고리화반응을통해 3-iodotetrahydrofuran을생성. 이반응은입체특이적 (stereospecific) 이며, 5-endo 고리화반응으로진행 H I 2 NaHC 3 CH 3 CN H I + I - H H 5-endo cyclization I (95%) H I 2 I NaHC 3 CH 3 CN (60%) I 2 I - I + H I H NaHC 3 CH 3 CN H (90%)

13 기타고리형에스터의합성 3-Phenyl-2-propenyl sulfate 의브로모고리화 ; 입체특이적, 6-endo 로진행되어 마르코프니코프규칙을따르는위치 - 이성질체를생성

14 Diethyl pent-4-en-2-yl phosphate 를이용한아이오도고리화 입체선택성은생성물을 NaEt 로처리하여얻은 epoxy phosphate 화합물에서두개의부분이성질체의비율이 50 : 1 로, pent-4-en-2-ol 을 m-cpba 로직접산화할때의 55 : 45 와비교된다. 따라서아이오도고리화반응생성물은아이오딘의 b- 위치에친핵성산소치환기를가지고있으므로에폭사이드 (epoxide) 의입체특이적합성에이용.

15 분자내에 carbonate, carbamate, 아마이드의질소및카보닐산소등도친핵체로고리화반응에참여하여고리형화합물을생성 H i) n-buli ii) C 2 I 2 H CH 3 THF (90%) CH I + H CH 3 I 94 : 6 - H resin CH 3 H, 25 o C (91%) H CH 3 H

16 t-butyl carbonate 에스터의경우고리화반응에의하여 diol carbonate 를생성하며가수분해되어 1,3-diol 을생성

17 카이랄락톤형성반응 dihydroquinidine(dhqd) 의 phthalazine(phal) 이합체인 (DHQD) 2 PHAL 존재하에서 N,N-dichloro-5,5-diphenylhydantoin(DCDH) 에의한클로로락톤화반응이우수한수율과 90% 내외의거울상입체선택성을나타냄.

18 카이랄락톤형성반응 (2)

19 1.2.2 수은이온에의한고리화반응 알켄이수은염과반응하여생성되는 mercurinium 이온을분자내에존재하는산소나질소를가진친핵성작용기가공격하면고리화반응이일어난다. (1) 고리형에테르 (cyclic ether) 의합성

20 수은염존재하에서 4- 헥세놀 (4-hexenol) 의고리화반응기전

21 Hg(Ac) 2 를이용하여치환기를가지고있는 5-aryl-4-hexenol 에대한반응성 전자공여치환기를가진경우 6- 내향성이증가되는경향을나타내며 methoxy 기가도입된경우 6- 내향생성물만얻어짐. 이결과는 benzylic 위치의전자밀도와관련지을수있으며탄소양이온의성격이강할수록친핵체의공격이쉬워지기때문으로생각.

22 (2) 고리아민의합성 질소 - 함유다섯 -, 여섯 - 고리화합물을만드는데주로사용되는질소유도체는벤질카바메이트 (benzyl carbamate) 와벤질아민 (benzylamine).

23 (3) 기타반응 카복실산이존재하는경우 Hg(Ac) 2 또는 lead tetraacetate[pb(ac) 4 ] 의하여 lactone 이생성되는반응

24 1.2.3 Sulfenylcyclization 및 Selenylcyclization dimethyl(methylthio)sulfonium tetrafluoroborate 를사용

25 selenylcyclization PhSeCl H PhSe (93%) selenyllactonization, selenyletherification, selenylamidation

1. 탄소 - 탄소다중결합친전자성반응 1.1 알켄의첨가반응 할로젠화수소 (Hydrogen Halide) 첨가반응 (1) 반응에영향을미치는인자 (2) 반응메커니즘 (3) 입체화학 물첨가반응 (Addition of Water to Alkene) (1)

1. 탄소 - 탄소다중결합친전자성반응 1.1 알켄의첨가반응 1.1.1 할로젠화수소 (Hydrogen Halide) 첨가반응 (1) 반응에영향을미치는인자 (2) 반응메커니즘 (3) 입체화학 1.1.2 물첨가반응 (Addition of Water to Alkene) (1) 산 - 촉매첨가반응 (2) 수은양이온을이용한산화 - 환원반응 (Oxymercuration-Reduction)