안녕하세요, 라브입니다.
이번 글에서는 스즈키-미야우라 커플링 (Suzuki-Miyaura coupling) 반응에 대해 알아보겠습니다.
스즈키-미야우라 커플링 또는 스즈키 커플링은 팔라듐 0가 촉매를 이용하여 organohalide와 organoborane을 coupling하는 반응입니다.
이 반응을 개발한 스즈키는 Heck, Negishi와 함께 2010년 노벨 화학상을 받았으며 이 반응은 다양한 Polyolefins, styrenes를 포함하여 다양한 biphenyl products를 개발하는 데 유용하게 사용됩니다.
Suzuki cross-coupling mechanism입니다. 각 스텝 별로 자세히 살펴보도록 하겠습니다.
A + 1 → B (OA, Oxidative Addition): 활성화된 팔라듐 촉매(A)와 organohalide (1)가 oxidative addition되어 organopalladium intermediate B가 형성됩니다.
B → C : 염기(ex. NaOtBu)가 B의 halide를 가져가며 중간체 C를 생성합니다.
C + D → E + F (TM, Transmetalation): 중간체 C와 보론산 시약 2번에 염기가 반응하여 생성된 boronate complex D가 transmetalation을 거치며 팔라듐 촉매에 두 alkyl group (R1, R2)가 coordination된 organopalladium species E를 형성합니다.
E → 3 + A (RE, Reductive Elimination): 마지막으로 E는 reductive elimination을 통해 초기의 활성화된 팔라듐 촉매(A)가 재생되며 C-C bond coupling된 최종 product 3을 생성합니다.
이 반응은 매커니즘에서 보시다시피 팔라듐 촉매 외로 각 cycle에서 reagent activation 및 반응을 위해 염기(base)의 사용이 필수적입니다.
각 스텝(OA, TM, RE)에 대한 기본 원리 설명은 아래 글을 참고하시면 좋습니다.
전이 금속 촉매 교차 커플링 (Transition metal catalyzed cross-coupling) 매커니즘 및 기본 원리
안녕하세요. 이번 글에서는 전이 금속 촉매 교차 커플링 반응(Transition metal catalyzed cross-coupling reaction)의 기본에 대해 배워보도록 하겠습니다. 1. 전이 금속이란? 전이 금속이란 주기율표의 4~12족
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스즈키 커플링은 상대적으로 mild한 반응 조건(65도 이하)에서 사용이 가능하며, organozinc, organotin 등의 화합물을 이용하는 다른 Pd catalyst coupling보다는 덜 해롭고 저렴한 보론산을 이용한다는 점에서 이점을 갖습니다.
또한, 반응 solvent로 물을 사용할 수 있을 정도로 반응이 경제적이고, 환경 친화적이며 물에 녹는 시약을 반응시킬 수 있다는 장점이 있습니다.
이러한 장점 덕분에 제약 산업이나 정밀화학 산업에서 유용하게 사용되기는 하나, 보론산의 활용성이 제한된다는 단점이 있습니다.
감사합니다.
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