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- 알킬리튬 시약의 생성과 성질
- 그리냐르 시약과 유사하게, 알킬 할라이드는 리튬 금속과 반응하여 알킬리튬(RLi) 시약을 형성할 수 있다.
- 일반 반응식: RX + 2 Li → RLi + LiX (pentane 등 비양성자성 용매)
- 알킬리튬의 성질
- 매우 강한 친핵체이자 매우 강한 염기
- 화학적 성질은 그리냐르 시약과 유사하나, 반응성은 더 큼
- 용도: 직접적인 탄소 친핵체이자 Gilman 시약 합성의 출발물질
2. Gilman 시약 (리튬 디알킬쿠프레이트, R₂CuLi)
- Gliman 시약: 알킬리튬 + 구리(I) 아이오다이드(CuI) → 리튬 디알킬쿠프레이트(R₂CuLi)
- 합성 방법: 2 RLi + CuI → R₂CuLi + LiI (ether)
- 특징
- 알킬 할라이드(Cl, Br, I)와 커플링 반응, 플루오라이드와는 반응하지 않음
- 알킬리튬/그리냐르 시약보다 반응성이 온화함
- 재배열이나 제거 반응이 적음
3. 유기구리 커플링 반응의 개념
- Gilman 시약의 핵심 반응은 유기 할라이드의 할로젠을 알킬기로 치환하여 새로운 C–C 결합을 형성하는 것이다.
- 일반 반응식: R–X + R′₂CuLi → R–R′ + R′Cu + LiX
- 특징
- C–C 결합 형성에 매우 유용
- 알킬, 비닐(vinylic), 아릴(aromatic) 할라이드 모두 적용 가능
- 예시
4. 유기구리 커플링 반응의 메커니즘
- 매커니즘: 유기 할라이드와 Gilman 시약 반응 → 삼유기구리(triorganocopper) 중간체 형성 → C–C 커플링 후 RCu 탈리
- 극성 친핵성 치환 반응으로 분류되지 않음
5. 팔라듐 촉매 커플링: Suzuki–Miyaura 반응
- 합성 방법: 아릴/비닐 보론산 + 아릴/비닐 할라이드 → Pd 촉매 + 염기 존재 하에서 반응
- 특징
- 알킬 기질에는 적용 불가
- 촉매량의 금속만 필요
- 구리 화합물보다 독성이 낮음
- 합성적 중요성
- biaryl 화합물 합성에 매우 유용
- 의약품 합성에서 빈번히 사용
*스즈키-미야우라 반응 매커니즘
(1) 아릴 할라이드가 Pd 촉매와 반응하여 유기팔라듐 중간체를 형성
(2) 보론산과 반응하여 diaryl–Pd 중간체 생성
(3) 환원적 제거를 통해 biaryl 생성물과 Pd 촉매가 재생되는 순환 매커니즘
Problem 10-11. How would you carry out the following transformations using an organocopper coupling reaction? More than one step is required in each case.
Answer.
(a) 알켄 → 알킬 할라이드로 전환 후, 해당 할라이드로부터 Gilman 시약 커플링을 통해 메틸 치환
(b) 1-bromobutane → 알킬리튬 → Gilman 시약 형성 → 또 다른 1차 알킬 할라이드와 커플링
(c) 알켄을 알킬 할라이드로 전환한 뒤, 알킬리튬 및 Gilman 시약을 거쳐 사슬 연장 커플링 반응 수행
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