Кіріспе

Арил галидтерін арил диазоний тұздарынан синтездеу үшін қолданылатын химиялық реакция – Сандмейер реакциясы. Бұл реакцияда реактив немесе катализатор ретінде мыс тұздары қолданылып, арил галидтер арил диазоний тұздарынан синтезделеді. Бұл радикалды нуклеофилдік ароматтық алмастырудың бір мысалы. Сандмейер реакциясы бензолдың галогендеу, цианизациялау, трифторметилдеу және гидроксилдеу сияқты ерекше трансформацияларын жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Реакция 1884 жылы швейцариялық химик Траугот Сандмейердің бензедиазоний хлориді мен мыс(I) ацетилидінен фенилацетиленді синтездеу әрекеті кезінде ашылған. Оның орнына, ол негізгі өнім ретінде хлорбензолды бөліп алды. Қазіргі уақытта Сандмейер реакциясы – ароматты амин тобын оның диазоний тұзын дайындау арқылы және одан кейін катализдік мыс(I) тұздарының қатысуымен нуклеофилмен алмастыру арқылы жүзеге асырудың кез келген әдісін білдіреді. Ең көп қолданылатын Сандмейер реакциялары – CuCl, CuBr, CuCN және Cu2O сәйкесінше қолданылатын хлорлау, бромау, цианизациялау және гидроксилдеу реакциялары. Соңғы уақыттарда диазоний тұздарының трифторметилдеуі жасалды және бұл "Сандмейер типті" реакция деп аталады. Диазоний тұздары бораттармен, йодидтермен, тиолдармен, сумен, гипофосфор қышқылымен және басқа да заттармен де реакцияға түседі, ал фторлау тетрафторборат аниондарын пайдаланып жүзеге асырылады (Балц-Шиман реакциясы). Дегенмен, бұл процестерге металл катализаторы қажет болмағандықтан, олар көбінесе Сандмейер реакциялары деп аталмайды. Дамытылған көптеген нұсқаларда басқа өтпелі металл тұздары, соның ішінде мыс(II), темір(III) және кобальт(III) та қолданылған. Сандмейер реакциясы, диазоний қосылыстарының басқа трансформацияларымен бірге, кең синтетикалық қолданылуының арқасында электрофильді ароматтық алмастыруға толықтыру болып табылады.

Реакция механизмі

Сандмейер реакциясы – радикалды нуклеофилдік ароматикалық алмастырудың (SRNAr) мысалы. Сандмейер реакциясының радикалдық механизмі биарильдің қосалқы өнімдерін табу арқылы қолдалады. Ареннің алмастырылуы, мыс(II) түсінен Cl, Br, CN немесе OH тобының тікелей арил радикалына берілуі арқылы жүзеге асуы мүмкін, нәтижесінде алмастырылған аренд пайда болып, мыс(I) катализаторы қайта жаңарады. Басқаша болжам бойынша, арил радикалының мыс(II) түсімен қосылуынан пайда болған мидың уақытша (III) аралық қосылысы, өнімді алу үшін жылдам редуктивті жоюға ұшырайды және мыс(I) қайта жаңарады. Дегенмен, мұндай органомыс аралық қосылыстың дәлелдері нашар және көбінесе жанама, ал нақты механизм субстрат пен реакция жағдайларына байланысты болуы мүмкін.

Синтетикалық қолдану

Сандмейер реакциясының түрлері көптеген синтетикалық мақсаттарға бейімделіп дамытылды. Бұл реакциялар әдетте арил диазоний тұзының түзілуінен басталып, содан кейін мыс(I) тұзымен реакцияласып, орнына субитуцияланған арендер түзіледі:

Сандмейер реакциясының көптеген синтетикалық қолданыстары бар.

Галогендеу

Сандмейер реакциясының ең маңызды қолданыстарының бірі – арил галогендерін түзету. Иодоарендерді синтездеу үшін дииодметан, ал бромарендерді синтездеу үшін бромформ қолданылады. Хлорарендер синтезі үшін хлороформ таңдалады. Құрамында антифунгальдық және қатерлі ісікке қарсы белсенділігі бар биоактивті зат (+) куркуфенол синтезінде амин тобын бром тобына алмастыру үшін Сандмейер реакциясы қолданылады. Бромдау протоколының бірі, арил диазоний тетрафторборатын арил бромидке айналдыру үшін Cu(I)/Cu(II) қоспасын, сонымен қатар бидентатты лиганд – фенантролин және фазалық ауысу катализаторы – дибензо-18-кроун-6 қолданады. Балц-Шиман реакциясы тетрафторборатты пайдаланады және мыс фторидтерін қолдану арқылы алынбайтын фторбензол галогенқосқан өнімін береді. Бұл реакция Сандмейер реакциясына тән белгілерді көрсетеді.

Цианирлеу

Сандмейер реакциясының тағы бір қолданылуы цианизация болып табылады, бұл органикалық қосылыстардың маңызды класы – бензонитрилдердің түзілуіне мүмкіндік береді. Психозға қарсы препарат Флуанксолды синтездеудегі маңызды аралық зат Сандмейер реакциясы арқылы жүзеге асырылатын цианизация арқылы синтезделеді. Сандмейер реакциясы неоамфимедин синтезінде де қолданылды, бұл қосылыс қатерлі ісікке қарсы препарат ретінде топоизомераза II-ге бағытталған деп саналады.

Трифторметилдену

Сандмейер түріндегі реакциялар трифторметил тобымен функционалдастырылған арил қосылыстарын жасауға қолданылатыны дәлелденді. Бұл трифторметилдеу процесі ерекше химиялық қасиеттерді және көптеген практикалық қолданыстарды қамтамасыз етеді. Атап айтқанда, CF3 тобы бар фармацевтикалық препараттар метаболизміне төзімділігін, липофильділігін және биожетімділігін арттырады. Сандмейер түріндегі трифторметилдеу реакциялары бұрынғы трифторметилдеу әдістерімен салыстырғанда, реакция жағдайларының жұмсақтығымен және функционалдық топтарға жоғары төзімділікпен сипатталады. Сандмейер түріндегі трифторметилдеу реакциясының мысалы төменде көрсетілген.

Гидроксилдену

Sandmeyer реакциясын арил аминдерін арил диазоний тұзының түзілуі арқылы фенолдарға түрлендіру үшін де қолдануға болады. Мыс(I) оксиді сияқты мыс катализаторы және мыс(II) нитратының артық мөлшері болғанда, бұл реакция бөлме температурасындағы бейтарап суда оңай жүзеге асады. Бұл классикалық процедурадан (неміс тіліндегі атауымен белгілі) өзгеше, ол диазоний тұзын сулы қышқылда қайнатуды талап етеді – бұл процестің радикалды емес, арил катионы арқылы жүретіні және тілекке қарсы гидроксилдену өнімінен басқа да қосымша нуклеофилдік қосылыс туындыларын жасайтыны есептеледі.