وصلة كومادا

وفقًا للآلية المقبولة على نطاق واسع، يُفهم أن تفاعل كومادا المحفز بالبلاديوم مماثل لدور البلاديوم في تفاعلات الاقتران المتقاطع الأخرى. تتضمن دورة التحفيز المقترحة حالتي أكسدة البلاديوم (0) والبلاديوم (II). في البداية، يندمج محفز البلاديوم (0) الغني بالإلكترونات ( 1 ) في الرابطة R–X للهاليد العضوي. تُشكل هذه الإضافة التأكسدية معقدًا عضويًا من البلاديوم (II) ( 2 ). يؤدي التبادل الفلزي اللاحق مع كاشف غرينيارد إلى تكوين معقد عضوي فلزي غير متجانس ( 3 ). قبل الخطوة التالية، يكون التماثل ضروريًا لجعل الروابط العضوية متجاورة في وضعيات سيس متبادلة. أخيرًا، يؤدي الحذف الاختزالي للمركب ( 4 ) إلى تكوين رابطة كربون-كربون وإطلاق ناتج الاقتران المتقاطع مع إعادة توليد محفز البلاديوم (0) ( 1 ). ^{[ 8 ]} بالنسبة لمحفزات البلاديوم، فإن الإضافة التأكسدية التي تحدد معدل التفاعل تحدث بشكل أبطأ مما هي عليه في أنظمة محفزات النيكل. ^{[ 8 ]}

لا يزال فهمنا الحالي لآلية التفاعل المحفز بالنيكل محدودًا. في الواقع، يُعتقد أن آلية التفاعل تختلف باختلاف ظروف التفاعل واستخدام روابط النيكل المختلفة. ^{[ 9 ]} بشكل عام، يمكن وصف الآلية بأنها مماثلة لمخطط البلاديوم (على اليمين). مع ذلك، في ظل ظروف تفاعل معينة، تعجز الآلية عن تفسير جميع الملاحظات. وقد حددت دراسة أجراها فيسيتش وزملاؤه باستخدام رابطة تيربيريدين ثلاثية التنسيق وسائط دورة تحفيزية Ni(II)-Ni(I)-Ni(III)، ^{[ 10 ]} مما يشير إلى مخطط أكثر تعقيدًا. بالإضافة إلى ذلك، يُعتقد أن التفاعل، مع إضافة البيوتاديين، يتضمن وسيط Ni(IV). ^{[ 11 ]}

لقد تم إثبات نجاح تفاعل كومادا مع مجموعة متنوعة من هاليدات الأريل أو الفينيل. ويمكن استخدام هاليدات زائفة بدلاً من كاشف الهاليد، وقد ثبتت فعالية التفاعل باستخدام ^أنواع التوسيلات ^{[ 12 ]} والتريفلات ^[ 13 ^] في ظروف متنوعة.

على الرغم من النجاح الواسع النطاق في تفاعلات اقتران الأريل والفينيل، فإن استخدام هاليدات الألكيل أقل شيوعًا نظرًا لعدة عوامل معقدة. فنظرًا لعدم احتوائها على إلكترونات باي، تتطلب هاليدات الألكيل آليات إضافة تأكسدية مختلفة عن تلك التي تتطلبها مجموعات الأريل أو الفينيل، وهذه العمليات غير مفهومة بشكل كافٍ حاليًا. ^{[ 9 ]} إضافةً إلى ذلك، فإن وجود ذرات الهيدروجين بيتا يجعل هاليدات الألكيل عرضةً لعمليات الإزالة التنافسية . ^{[ 14 ]}

تم تجاوز هذه المشكلات بوجود مجموعة مُنشِّطة، مثل مجموعة الكربونيل في ألفا-بروموكيتونات، التي تُسرِّع التفاعل. مع ذلك، أُجريت تفاعلات كومادا أيضًا باستخدام سلاسل ألكيل غير مُنشَّطة، غالبًا باستخدام مُحفِّزات أو كواشف إضافية. على سبيل المثال، بإضافة 1،3-بوتادين، أظهر كامبي وزملاؤه تفاعلات اقتران ألكيل-ألكيل مُحفَّزة بالنيكل، والتي كانت ستكون غير نشطة لولا ذلك. ^{[ 15 ]}

على الرغم من عدم فهم آلية هذا التفاعل بشكل كامل، يُقترح أنها تتضمن تكوين معقد نيكل أوكتادينيل. يُقترح أن يخضع هذا المحفز لعملية تبادل فلزي مع كاشف غرينيارد أولًا، قبل الإزالة الاختزالية للهاليد، مما يقلل من خطر إزالة بيتا-هيدريد. مع ذلك، فإن وجود وسيط نيكل (IV) يتعارض مع الآليات المقترحة لتفاعلات اقتران هاليدات الأريل أو الفينيل. ^{[ 11 ]}

أُبلغ عن تفاعلات اقتران تتضمن كواشف غرينيارد الأريلية والفينيلية في المنشورات الأصلية لكومادا وكوريو. ^{[ 2 ]} كما يمكن استخدام كواشف غرينيارد الألكيلية بسهولة، إذ لا تخضع لعمليات حذف بيتا-هيدريد. على الرغم من أن كاشف غرينيارد يتميز بطبيعته بضعف تحمله للمجموعات الوظيفية، فقد تم تحضير مركبات باستخدام مجموعات أريل عالية الوظيفية في درجات حرارة منخفضة. ^{[ 16 ]}

يمكن إجراء تفاعلات كومادا باستخدام مجموعة متنوعة من محفزات النيكل (II) أو البلاديوم (II). ويمكن صياغة هياكل السلائف المحفزة عمومًا على النحو التالي: ML₂X₂ _{، حيث} L هو ربيطة فوسفين. ^{[ 17 ]} وتشمل الخيارات الشائعة لـ L₂ _ربيطات ثنائية السن من نوع ثنائي الفوسفين مثل dppe و dppp، من بين خيارات أخرى.

أظهرت أعمال ألويس فورستنر وزملاؤه على المحفزات القائمة على الحديد عوائد معقولة. ويُقترح أن يكون النوع المحفز في هذه التفاعلات "كاشف غرينيارد غير عضوي" يتكون من Fe(MgX) _₂ . ^{[ 18 ]}

يُجرى التفاعل عادةً باستخدام رباعي هيدروفوران أو ثنائي إيثيل إيثر كمذيب. تُعدّ هذه المذيبات الإيثرية ملائمة لأنها مذيبات نموذجية لتحضير كاشف غرينيارد. ^{[ 2 ]} نظرًا لارتفاع تفاعلية كاشف غرينيارد، فإن تفاعلات كومادا محدودة التحمل للمجموعات الوظيفية، مما قد يُشكّل مشكلة في عمليات التخليق واسعة النطاق. على وجه الخصوص، تتأثر كواشف غرينيارد بالتحلل البروتوني حتى من المجموعات الحمضية الضعيفة مثل الكحولات . كما أنها تتفاعل مع مجموعات الكربونيل وغيرها من المجموعات المؤكسدة.

كما هو الحال في العديد من تفاعلات الاقتران، فإن محفز البلاديوم المعدني الانتقالي غالباً ما يكون حساساً للهواء، مما يتطلب بيئة تفاعل خاملة من الأرجون أو النيتروجين.

يتوفر نموذج تحضير اصطناعي على موقع Organic Syntheses الإلكتروني .

يعزز كل من هاليدات الأوليفين من نوعي cis و trans الحفاظ على التكوين الهندسي عند اقترانها مع مركبات غرينيارد الألكيلية. هذه الملاحظة مستقلة عن العوامل الأخرى، بما في ذلك اختيار روابط المحفز والبدائل الفينيلية. ^{[ 17 ]}

على النقيض من ذلك، فإن تفاعل كومادا باستخدام كواشف غرينيارد الفينيلية يسير دون انتقائية فراغية، مُكَوِّنًا مزيجًا من الألكينات من نوعي سيس وترانس . وتعتمد درجة التماكب على عوامل متعددة، منها نسب الكواشف ونوع مجموعة الهاليد. ووفقًا لكومادا، يُعزى فقدان الكيمياء الفراغية هذا إلى تفاعلات جانبية بين جزيئين مكافئين من كاشف غرينيارد الأليلي. ^{[ 17 ]}

يمكن إجراء تفاعلات كومادا غير المتماثلة باستخدام روابط كيرالية . وباستخدام روابط الفيروسين الكيرالية المستوية ، لوحظت زيادات في التماثل الضوئي (ee) تتجاوز 95% في تفاعلات اقتران الأريل. ^{[ 19 ]} ومؤخرًا، أثبت غريغوري فو وزملاؤه تفاعلات اقتران متقاربة للتماثل الضوئي لمركبات ألفا-بروموكيتون باستخدام محفزات تعتمد على روابط ثنائي أوكسازولين، حيث يحول المحفز الكيرالي مزيجًا راسيميًا من المادة الأولية إلى أحد متماثلي الناتج بنسبة تصل إلى 95% من التماثل الضوئي. ^{[ 20 ]} ويُعد هذا التفاعل الأخير مهمًا أيضًا لأنه يتضمن اقترانًا لهاليد الألكيل يصعب الوصول إليه تقليديًا.

لا تتفاعل كواشف غرينيارد عادةً مع المركبات العطرية المكلورة. ويُعدّ هذا التفاعل المنخفض أساس الانتقائية الكيميائية لإدخال النيكل في الرابطة C–Br في بروموكلوروبنزين باستخدام محفز قائم على _NiCl₂ . ^{[ 21 ]}

يُعد تفاعل كومادا مناسبًا للعمليات الصناعية واسعة النطاق، مثل تصنيع الأدوية. ويُستخدم هذا التفاعل لبناء الهيكل الكربوني للأليسكيرين (الاسم التجاري: تيكتورنا)، وهو علاج لارتفاع ضغط الدم . ^{[ 22 ]}

يُظهر تفاعل كومادا أيضًا إمكانات واعدة في تصنيع البوليمرات المترافقة ، مثل بولي ألكيل ثيوفين (PAT)، التي تتمتع بتطبيقات محتملة متنوعة في الخلايا الشمسية العضوية والثنائيات الباعثة للضوء . ^{[ 23 ]} في عام 1992، طوّر ماكولوغ ولو أول طريقة لتصنيع بولي ألكيل ثيوفين منتظم البنية باستخدام مخطط تفاعل كومادا الموضح أدناه، والذي يتطلب درجات حرارة تحت الصفر. ^{[ 24 ]}

منذ هذا التحضير الأولي، تم تحسين عملية التخليق للحصول على غلة أعلى والعمل في درجة حرارة الغرفة. ^{[ 25 ]}