رد فعل أوجي

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 7 صور
الموسوعة الحرة

في الكيمياء العضوية ، يُعد تفاعل أوجي تفاعلاً متعدد المكونات يشمل كيتونًا أو ألدهيدًا ، وأمينًا ، وإيزوسيانيدًا ، وحمضًا كربوكسيليًا لتكوين ثنائي أميد . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] سُمي التفاعل نسبةً إلى إيفار كارل أوجي ، الذي أبلغ عن هذا التفاعل لأول مرة عام 1959.

رد فعل أوجي
رد فعل أوجي

تفاعل أوجي طارد للحرارة ويكتمل عادةً في غضون دقائق من إضافة الإيزوسيانيد. تعطي التركيزات العالية (0.5 مولار - 2.0 مولار) للمتفاعلات أعلى إنتاجية. تعمل المذيبات القطبية غير البروتونية ، مثل ثنائي ميثيل فورماميد (DMF )، بشكل جيد. ومع ذلك، فقد استُخدم الميثانول والإيثانول بنجاح أيضًا. يتميز هذا التفاعل غير المحفز باقتصاد ذري ​​عالٍ بطبيعته ، حيث لا يُفقد سوى جزيء واحد من الماء، وتكون الإنتاجية الكيميائية عالية بشكل عام. نُشرت العديد من المراجعات حول هذا الموضوع. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]

نظراً لأن نواتج التفاعل هي محاكيات محتملة للبروتين، فقد كانت هناك محاولات عديدة لتطوير تفاعل أوجي انتقائي فراغي ، [ 13 ] وكان أول تقرير ناجح عنه في عام 2018. [ 14 ]

آلية التفاعل

إحدى آليات التفاعل المحتملة موضحة أدناه: [ 15 ]

آلية أوجي المفصلة
آلية أوجي المفصلة

يتحد الأمين 1 والكيتون 2 لتكوين الإيمين 3 مع فقدان جزيء ماء واحد. يؤدي تبادل البروتون مع حمض الكربوكسيل 4 إلى تنشيط أيون الإيمينيوم 5، مما يسمح بإضافة نيوكليوفيلية للأيزوسيانيد 6، الذي يحمل ذرة كربون طرفية، إلى أيون النيتريليوم 7. تحدث إضافة نيوكليوفيلية ثانية عند هذا المركب الوسيط مع أنيون حمض الكربوكسيل إلى المركب 8. الخطوة الأخيرة هي إعادة ترتيب موم ، حيث تنتقل مجموعة الأسيل R4 من الأكسجين إلى النيتروجين. جميع خطوات التفاعل قابلة للانعكاس باستثناء إعادة ترتيب موم، التي تُحرك سلسلة التفاعلات بأكملها.

في تفاعل باسيريني ذي الصلة (الذي يفتقر إلى الأمين)، يتفاعل الإيزوسيانيد مباشرةً مع مجموعة الكربونيل، لكن جوانب أخرى من التفاعل تبقى كما هي. يمكن أن يحدث هذا التفاعل بالتزامن مع تفاعل أوجي، مما يجعله مصدرًا للشوائب.

الاختلافات

مزيج من مكونات التفاعل

يُسهم استخدام مكونات التفاعل ثنائية الوظيفة بشكل كبير في زيادة تنوع نواتج التفاعل المحتملة. وبالمثل، تؤدي العديد من التركيبات إلى منتجات ذات بنية مثيرة للاهتمام. وقد طُبِّق تفاعل أوجي بالاشتراك مع تفاعل ديلز-ألدر داخل الجزيء [ 16 ] في تفاعل متعدد الخطوات ممتد.

يُعد تفاعل أوجي-سمايلز تفاعلاً قائماً بذاته، حيث يُستبدل فيه مُكوّن حمض الكربوكسيل بالفينول . في هذا التفاعل، يُستبدل إعادة ترتيب موم في الخطوة الأخيرة بإعادة ترتيب سمايلز . [ 17 ]

تفاعل أوجي-ديلز-ألدررد فعل أوجي-سمايلز
تفاعل أوجي-ديلز-ألدررد فعل أوجي-سمايلز

هناك تركيبة أخرى (مع معالجة منفصلة لمركب أوجي الوسيط) وهي تفاعل بوخوالد-هارتويغ . [ 18 ] في تفاعل أوجي-هيك، يحدث اقتران هيك أريل-أريل في خطوة ثانية . [ 19 ]

تفاعل أوجي بوخوالد-هارتويغرد فعل أوجي لا يختلف عن رد فعل هيك
تفاعل أوجي-بوخوالد-هارتويغ [ 20 ]تفاعل أوجي-هيك [ 21 ]

مزيج من الأمين والحمض الكربوكسيلي

Several groups have used β-amino acids in the Ugi reaction to prepare β-lactams.[22] This approach relies on acyl transfer in the Mumm rearrangement to form the four-membered ring. The reaction proceeds in moderate yield at room temperature in methanol with formaldehyde or a variety of aryl aldehydes. For example, p-nitrobenzaldehyde reacts to form the β-lactam shown in 71% yield as a 4:1 diastereomeric mixture:

مثال على استخدام تفاعل أوجي لتكوين بيتا لاكتام
An example of the use of the Ugi reaction to form a beta-lactam

Combination of carbonyl compound and carboxylic acid

Zhang et al.[23] have combined aldehydes with carboxylic acids and used the Ugi reaction to create lactams of various sizes. Short et al.[24] have prepared γ-lactams from keto-acids on solid-support.

Applications

Chemical libraries

The Ugi reaction is one of the first reactions to be exploited explicitly to develop chemical libraries. These chemical libraries are sets of compounds that can be tested repeatedly. Using the principles of combinatorial chemistry, the Ugi reaction offers the possibility to synthesize a great number of compounds in one reaction, by the reaction of various ketones (or aldehydes), amines, isocyanides and carboxylic acids. These libraries can then be tested with enzymes or living organisms to find new active pharmaceutical substances. One drawback is the lack of chemical diversity of the products. Using the Ugi reaction in combination with other reactions enlarges the chemical diversity of possible products.

Examples of Ugi reaction combinations:

Pharmaceutical industry

Crixivan can be prepared using the Ugi reaction.[26]

Additionally, many of the caine-type anesthetics are synthesized using this reaction. Examples include lidocaine and bupivacaine.

See also

References

  1. ↑Ugi I, Meyr R, Fetzer U, Steinbrückner C (1959). "Versuche mit Isonitrilen". Angew. Chem.71 (11): 386. doi:10.1002/ange.19590711110.
  2. ↑Ugi I, Steinbrückner C (1960). "Über ein neues Kondensations-Prinzip". Angew. Chem.72 (7–8): 267–268. Bibcode:1960AngCh..72..267U. doi:10.1002/ange.19600720709.
  3. ↑ أوجي، آي. (1962). "إضافة أيونات الإيمونيوم والأنيونات إلى الإيزونيتريلات المصحوبة بتفاعلات ثانوية". Angewandte Chemie International Edition in English . 1 (1): 8– 21. doi : 10.1002/anie.196200081 .
  4. ↑ بولتجيس أ، ليو هـ، ليو هـ، دوملينغ أ (2017). "تفاعل أوجي متعدد المكونات" . التخليق العضوي . 94 : 54-65 . doi : 10.15227/orgsyn.094.0054 .
  5. ↑ تريبوليتسيوتيس، نيكولاوس ب.؛ ثومايدي، ماريا؛ نيوخوريتيس، كونستانتينوس ج. (15 نوفمبر 2020). "تفاعل أوجي ثلاثي المكونات: أداة قيّمة في التخليق العضوي الحديث" . المجلة الأوروبية للكيمياء العضوية . 2020 (42): 6525-6554 . doi : 10.1002/ejoc.202001157 . ISSN 1434-193X . S2CID 224890321 .  
  6. ↑ أوجي، إي.، لوهبرغر، إس.، كارل، ر. (1991). "تفاعلات باسيريني وأوجي". التخليق العضوي الشامل . المجلد 2. أكسفورد: بيرغامون. الصفحات 1083-1109 . ISBN   0-08-040593-2.
  7. ↑ أوجي، إي.، فيرنر، ب.، دوملينغ، أ. (2003). "كيمياء الإيزوسيانيدات، وتفاعلاتها متعددة المكونات، ومكتباتها" (ملف PDF) . مجلة Molecules . 8 : 53-66 . doi : 10.3390/80100053 . S2CID 53949436 . 
  8. ^ بانفي إل، ريفا آر (2005). “رد فعل باسيريني”. في أوفرمان جنيه (محرر). التفاعلات العضوية . المجلد. 65. وايلي. رقم ISBN  0-471-68260-8.)
  9. ↑ تيمبست، بنسلفانيا (نوفمبر 2005). "التطورات الحديثة في توليد المركبات الحلقية غير المتجانسة باستخدام تفاعل تكثيف أوجي متعدد المكونات الفعال". الرأي الحالي في اكتشاف وتطوير الأدوية . 8 (6): 776-88 . PMID 16312152 . 
  10. ↑ أوجي، إي.، وهيك، إس. (فبراير 2001). "التفاعلات متعددة المكونات ومكتباتها للكيمياء الطبيعية والتحضيرية". الكيمياء التوافقية والفحص عالي الإنتاجية . 4 (1): 1-34 . doi : 10.2174/1386207013331291 . PMID 11281825 . 
  11. ↑ بينايم هـ، هولم س، أودون ج، شميت ب (سبتمبر 2000). "تعظيم كفاءة التخليق: التحولات متعددة المكونات تقود الطريق" . الكيمياء: مجلة أوروبية . 6 (18): 3321-3329 . doi : 10.1002/1521-3765(20000915)6:18 < 3321::AID-CHEM3321 > 3.0.CO ; 2-A . PMID 11039522 . 
  12. ↑ دوملينغ أ، أوجي إي (سبتمبر 2000). "تفاعلات متعددة المكونات مع الإيزوسيانيدات". Angewandte Chemie . 39 (18): 3168–3210 . Bibcode : 2000AngCh..39.3168D . doi : 10.1002/1521-3773(20000915)39:18 < 3168::AID-ANIE3168 > 3.0.CO ; 2-U . PMID 11028061 . 
  13. ↑ وانغ كيو، وانغ دي إكس، وانغ إم إكس، تشو جيه (مايو 2018). "لا يزال غير مكتشف: تفاعلات باسيريني وأوجي متعددة المكونات الانتقائية للإنانتيومرات" . مجلة أبحاث الكيمياء . 51 (5): 1290-1300 . doi : 10.1021/acs.accounts.8b00105 . PMID 29708723 . 
  14. ↑ تشانغ جيه، يو بي، لي إس واي، صن إتش، شيانغ إس إتش، وانغ جيه جيه، وآخرون . (سبتمبر 2018). "تفاعل أوجي رباعي المكونات المحفز بحمض الفوسفوريك غير المتماثل" . مجلة ساينس . 361 (6407) eaas8707. doi : 10.1126/science.aas8707 . PMID 30213886 .  
  15. ↑ دنمارك إس إي، فان واي (نوفمبر 2005). "إضافات ألفا المحفزة والانتقائية الفراغية للأيزوسيانيدات: تفاعلات من نوع باسيريني محفزة بقاعدة لويس". مجلة الكيمياء العضوية . 70 (24): 9667-76 . doi : 10.1021/jo050549m . PMID 16292793 . 
  16. ↑ إيلين أ، كيسيل ف، كراسافين م، كوراشفيلي إ، إيفاتشينكو أ.ف. (ديسمبر 2006). "إعادة ترتيب مُحسِّنة للتعقيد مُحفَّزة بالحمض لمنتجات ثلاثية الحلقات لتفاعل أوجي 4CC/ديلز-ألدر داخل الجزيء المتسلسل". مجلة الكيمياء العضوية . 71 (25): 9544-9547 . doi : 10.1021/jo061825f . PMID 17137394 . 
  17. ↑ إل كايم ل، جيزولم م، غريمو ل، أوبل ج (أغسطس 2006). "الوصول المباشر إلى هياكل حلقية غير متجانسة من خلال تفاعلات أوجي-سمايلز متعددة المكونات الجديدة". رسائل عضوية . 8 (18): 4019-21 . doi : 10.1021/ol061605o . PMID 16928063 . 
  18. ↑ بوناتير إف، بوا-شوسي إم، تشو جيه (سبتمبر 2006). "الوصول السريع إلى الأوكسيندولات من خلال الاستخدام المشترك لتفاعل أوجي رباعي المكونات وتفاعل بوخوالد-هارتويغ الداخلي للجزيء بمساعدة الموجات الدقيقة" . رسائل عضوية . 8 (19): 4351-4354 . doi : 10.1021/ol061755z . PMID 16956224 . 
  19. ↑ ما ز، شيانغ ز، لو ت، لو ك، شو ز، تشين ج، يانغ ز (2006). "تخليق الكينولينات الوظيفية عبر تفاعلات الأريلة الجزيئية المحفزة بواسطة أوجي والبلاديوم". مجلة الكيمياء التجميعية . 8 (5): 696-704 . doi : 10.1021/cc060066b . PMID 16961408 . 
  20. ↑ الجزء الثاني: تفاعل مُسرَّع بالميكروويف مع Pd(dba) 2 وليجاند الفوسفين Me-Phos
  21. ↑ تتم خطوة هيك باستخدام أسيتات البلاديوم (II) ،وليجاند dppf ، وكربونات البوتاسيوم ، وبروميد رباعي بوتيل الأمونيوم في ثنائي ميثيل فورماميد
  22. ↑ جيدي إس، فان دير إيكن جيه، فولوب إف (مايو 2002). "التخليق التوافقي في الطور السائل لبيتا لاكتامات حلقية عبر تفاعل أوجي رباعي المكونات". رسائل عضوية . 4 (11): 1967-9 . doi : 10.1021/ol025986r . PMID 12027659 . 
  23. ↑ تشانغ جيه، جاكوبسون أ، روش جيه آر، هيرليهي دبليو (فبراير 1999). "بنى فريدة ناتجة عن تفاعلات أوجي 3CC باستخدام مواد أولية ثنائية الوظيفة تحتوي على الألدهيد وحمض الكربوكسيل". مجلة الكيمياء العضوية . 64 (3): 1074-1076 . doi : 10.1021/jo982192a . PMID 11674195 . 
  24. ↑ شورت كيه إم، مجالي إيه إم (1997). "طريقة تركيبية في الطور الصلب لتخليق لاكتامات حلقية جديدة خماسية وسداسية الأعضاء". رسائل رباعي السطوح . 38 (3): 359-362 . doi : 10.1016/S0040-4039(96)02303-9 .
  25. ^ شيانغ زد، لوه تي، لو ك، كوي جي، شي إكس، فتحي آر، وآخرون . (سبتمبر 2004). "توليف موجز للإيزوكينولين عبر تفاعلات أوجي وهيك". الحروف العضوية . 6 (18): 3155– 8. دوى : 10.1021 / ol048791n . بميد 15330611 .  
  26. ↑ روسن ك، باي بي جيه، ديميشيل إل إم، فولانتي آر بي، ريدر بي جيه (1998). "نهج هدرجة غير متماثل فعال لتخليق وسيط كريكسيفان بيبيرازين". رسائل رباعي السطوح . 39 (38): 6823-6826 . doi : 10.1016/S0040-4039(98)01484-1 .