안녕하세요, 라브입니다.
이번 글에서는 쿠마다 커플링 (Kumada cross-coupling)에 대해 알아보도록 하겠습니다.
Kumada coupling은 organohalide와 그리냐드 시약(Grignard reagent)인 organomagnesium를 이용하여 C-C bond formation된 product를 합성하는 반응입니다.
촉매로는 팔라듐 또는 니켈을 이용할 수 있습니다.
쿠마다 커플링의 매커니즘은 위와 같습니다.
기본적인 전이 금속 촉매 사이클과 같이 활성화된 팔라듐 촉매와 organohalide가 oxidative addition을 통해 알킬 그룹이 coordination을 이루고, grignard reagent인 organomagnesium으로부터 transmetalation을 통해 또다른 알킬 그룹이 팔라듐과 coordination합니다.
이후, 두 알킬 그룹이 bonding을 형성하기 위해서는 가까이에 존재해야 하므로 trans-cis isomerisation하여 두 알킬 그룹이 가까이 존재하면 reductive elimination을 통해 최종 product가 형성되는 것입니다.
이 반응은 또한 여러 팔라듐 촉매를 이용한 cross-coupling 합성법 중 가장 먼저 개발된 coupling method이기도 합니다. 1972년 JACS 저널에 게재가 되었고, nickel-phosphine 촉매를 이용한 coupling을 언급했습니다.
하지만 니켈 촉매를 이용했을 때의 매커니즘은 아직 명확하지 않으며, 다른 리간드를 사용할 시 다른 반응 조건이 필요합니다.*
Kumada cross-coupling은 반응성이 좋은 grignard reagent를 사용하기 때문에 functional group tolerance가 낮은 편입니다.
또한 protonolysis에 예민하기 때문에 아주 약한 acidic group (ex. alcohol)도 사용이 제한적입니다
감사합니다.
[출처]
*Chem. Sci., 2011, 2, 1867-1886
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