رد فعل كولينكوفيتش

يصف تفاعل كولينكوفيتش التخليق العضوي لمركبات السيكلوبروبانول المستبدلة من خلال تفاعل الإسترات مع كواشف ثنائي ألكيل ثنائي ألكوكسيالتيتانيوم ، والتي تُحضّر في الموقع من كواشف غرينيارد التي تحتوي على هيدروجين في الموضع بيتا وألكوكسيدات التيتانيوم (IV) مثل إيزوبروبوكسيد التيتانيوم . [ 1 ^{] وقد نُشر هذا} التفاعل لأول مرة من قِبل أوليغ كولينكوفيتش وزملاؤه في عام 1989. [2 ^]

المحفزات التيتانيومية هي ClTi(OiPr) _₃ أو Ti(OiPr) _₄ ، وClTi(OtBu) _₃ أو Ti(OtBu) _₄ . أما كواشف غرينيارد فهي EtMgX أو PrMgX أو BuMgX. يمكن استخدام مذيبات مثل ثنائي إيثيل الإيثر _، ورباعي هيدروفيوران، والتولوين. المجموعات الوظيفية المسموح بها : الإيثرات R–O–R، وR–S–R، والإيمينات RN=CHR، والأميدات ، والأمينات الأولية والثانوية . لا تتحمل الكربامات عادةً ظروف التفاعل، ولكن كربامات ثالثي بوتيل (مشتقات N-Boc) تنجو من التحول.

كما يُعرف شكل غير متماثل من هذا التفاعل باستخدام محفز قائم على مادة TADDOL . ^{[ 1 ]}

تعتمد آلية التفاعل المقبولة عمومًا في البداية على مرحلتين متتاليتين من تبادل الفلزات لكاشف غرينيارد المُلتزم ، مما يؤدي إلى مُركب وسيط ثنائي ألكيل ثنائي إيزوبروبوكسي تيتانيوم. يخضع هذا المُركب لتفاعل عدم تناسب لإنتاج جزيء ألكان ومركب تيتاناسيكلوبروبان 1. يؤدي إدخال مجموعة الكربونيل للإستر في أضعف رابطة كربون -تيتانيوم إلى إعادة ترتيب أوكساتيتاناسيكلوبنتان 2 إلى كيتون 3. أخيرًا، يؤدي إدخال مجموعة الكربونيل من 3 في رابطة الكربون-تيتانيوم المتبقية إلى تكوين حلقة سيكلوبروبان . في الحالة الانتقالية لهذه المرحلة الأولية، وهي المرحلة المحددة للتفاعل، تم الاعتماد على تفاعل أغوستي مُثبت بين هيدروجين بيتا ومجموعة R2 وذرة التيتانيوم لتفسير الانتقائية الفراغية المُلاحظة. المركب 4 الناتج هو مركب رباعي ألكيلوكسي تيتانيوم قادر على القيام بدور مشابه لدور رباعي إيزوبروبيلوكسي تيتانات الأولي، مما يختتم الدورة التحفيزية . في نهاية التفاعل، يكون الناتج بشكل أساسي على هيئة كحول المغنيسيوم 5 ، والذي ينتج عنه سيكلوبروبانول بعد التحلل المائي بواسطة وسط التفاعل.

خضعت الخطوة المؤدية إلى تكوين تيتاناسيكلوبروبان لدراسة حسابية دقيقة. على الرغم من اقتراح أن يخضع معقد ثنائي ألكيل ثنائي إيزوبروبوكسي تيتانيوم لحذف ذرة هيدروجين بيتا متبوعًا بحذف اختزالي لرابطة C-H لإنتاج الألكان والمركب 1 ، فقد وُجد أن انتزاع ذرة هيدروجين بيتا بواسطة مجموعة الألكيل، مما يؤدي مباشرةً إلى النواتج دون الحاجة إلى وسيط هيدريد التيتانيوم ، هو عملية أكثر ملاءمة. ^{[ 3 ]}

بشكل عام، ومن منظور التحليل التخليقي العكسي الرسمي، يتصرف مركب تيتاناسيكلوبروبان 1 كأنيون ثنائي 1،2 يُضاف إلى الإستر مرتين: بعد الإضافة الأولى إلى الإستر، ينهار المركب الوسيط رباعي السطوح الناتج 2 ليعطي β-تيتانيو كيتون 3 ، الذي يخضع لإضافة داخلية ثانية ليعطي ملح التيتانيوم للسيكلوبروبانول ( 4 ). (ثم يخضع هذا المركب لعملية تبادل فلزي مع كاشف غرينيارد لإعادة تكوين 1 وإغلاق الدورة التحفيزية، ليعطي الناتج على شكل ملح المغنيسيوم ( 5 ).)

خضعت آلية التفاعل لتحليل نظري. ^{[ 4 ]} ومع ذلك، لا تزال بعض النقاط غامضة. وقد اقترح كولينكوفيتش مركبات تيتانيوم وسيطة من نوع الأت . ^{[ 5 ]}

في عام 1993، سلط فريق كولينكوفيتش الضوء على قدرة مركبات تيتاناسيكلوبروبان على الخضوع لتبادل الليجاند مع الأوليفينات. ^{[ 6 ]} كان هذا الاكتشاف مهمًا، لأنه أتاح الوصول إلى سيكلوبروبانولات أكثر وظيفية من خلال الاستخدام الاقتصادي لكاشف غرينيارد، الذي يتطلب عادةً استخدام مكافئين منه على الأقل للحصول على غلة جيدة. وقد أدخل تشا وفريقه استخدام كواشف غرينيارد الحلقية، المصممة خصيصًا لهذه التفاعلات. ^{[ 7 ]}

تم توسيع نطاق هذه المنهجية لتشمل التفاعلات داخل الجزيئية ^{[ 8 ]}

باستخدام الأميدات بدلاً من الإسترات، يكون ناتج التفاعل هو أمينوسيكلوبروبان في تنويع دي ميجير ^{[ 9 ] [ 10 ]}

يُعرف التفاعل داخل الجزيء أيضًا بما يلي: ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}

في تفاعل بيرتوس-سيمونياك، يكون الركيزة عبارة عن نيتريل ، ويكون ناتج التفاعل عبارة عن سيكلوبروبان يحتوي على مجموعة أمينية أولية . ^{[ 21 ] [ 22 ]}

آلية التفاعل تشبه تفاعل كولينكوفيتش:

• كولينكوفيتش، أو جي؛ سفيريدوف، إس في؛ فاسيليفسكي، دي إيه (1991). "تكوين مركبات السيكلوبروبانول أحادية الاستبدال المحفز بواسطة إيزوبروبوكسيد التيتانيوم (IV) في تفاعل بروميد إيثيل المغنيسيوم مع ميثيل ألكان كاربوكسيلات". التخليق . 1991 (3): 234. doi : 10.1055/s-1991-26431 .
• كولينكوفيتش، أو جي؛ دي ميجير، أ. (2000). "مركبات التيتانيوم ثنائية الكربانيون الوسيطة من المركبات العضوية الفلزية أحادية الكربانيون وتطبيقاتها في التخليق العضوي". مجلة الكيمياء ، 100 (8): 2789-2834 . doi : 10.1021/cr980046z . PMID 11749306 . 
• ساتو، ف.؛ أورابي، هـ.؛ أوكاموتو، س. (2000). "تخليق معقدات التيتانيوم العضوية من الألكينات والألكاينات وتطبيقاتها التركيبية". مجلة الكيمياء ، 100 (8): 2835-2886 . doi : 10.1021/cr990277l . PMID 11749307 . 
• وو، ي.-د.؛ يو، ز.-إكس. (2001). "دراسة نظرية حول آلية وانتقائية التفاعل الفراغي لتفاعل كولينكوفيتش لهيدروكسي سيكلوبروبان". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية ، 123 (24): 5777-86 . Bibcode : 2001JAChS.123.5777W . doi : 10.1021/ja010114q . PMID: 11403612 . 
• كولينكوفيتش، أو جي (2004). "ألكلة مشتقات الأحماض الكربوكسيلية باستخدام كواشف ثنائي ألكوكسي تيتاناسيكلوبروبان". النشرة الكيميائية الروسية . 53 (5): 1065-1086 . doi : 10.1023/B:RUCB.0000041303.52400.ca . S2CID 98642553 . 
• وولان، أ.؛ سيكس، ي. (2010). "التحولات التركيبية التي تتوسطها مزيج من ألكوكسيدات التيتانيوم (IV) وكواشف غرينيارد: قضايا الانتقائية والتطبيقات الحديثة. الجزء 1: تفاعلات مشتقات الكربونيل والنتريلات". تيتراهيدرون . 66 : 15-61 . doi : 10.1016/j.tet.2009.10.050 .
• وولان، أ.؛ سيكس، ي. (2010). "التحولات التركيبية التي تتوسطها مزيج من ألكوكسيدات التيتانيوم (IV) وكواشف غرينيارد: قضايا الانتقائية والتطبيقات الحديثة. الجزء 2: تفاعلات الألكينات والألينات والألكاينات". مجلة Tetrahedron ، 66 (17): 3097-3133 . doi : 10.1016/j.tet.2010.01.079 .
• كوري، إي جيه؛ راو، إس إيه؛ نو، إم سي (1994). "التخليق التحفيزي الانتقائي للديستيريومرات لمركبات سيكلوبروبانول ثنائية الاستبدال من نوع سيس-1،2 من الإسترات باستخدام مكافئ ثنائي الكربانيون المتجاور". مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 116 (20): 9345. رمز Bibcode : 1994JAChS.116.9345C . doi : 10.1021/ja00099a068 .