Кіріспе

Химиялық реакция Негиси біріктіруі - кеңінен қолданылатын өтпелі металл катализацияланған қиылысқан біріктіру реакциясы. Реакция органикалық галидтермен немесе трифлаттармен органозин қосылыстарын қосып, процесте көміртекті көміртекті байланыстарды (C C) құрайды. Палладий (0) түрі металл катализаторы ретінде қолданылады, бірақ кейде никель қолданылады. Негиши қиылыстырмаларында Ni0 немесе NiII тотығу күйіндегі түрлі никель катализаторларын қолдануға болады, мысалы Ni(PPh3) 4, Ni(acac) 2, Ni(COD) 2 және т.б. Қалған Х тобы әдетте хлорид, бром немесе йод, бірақ трифлат және ацетил окси топтары да мүмкін. X = Cl әдетте баяу реакцияларға әкеледі. Органикалық қалдық R = алкенил, арил, аллил, алкинил немесе пропаргил. Органозин қосылысындағы галоид X' хлорид, бром немесе йод болуы мүмкін, ал органикалық қалдық R' - алкенил, арил, аллил, алкил, бензил, гомоаллил және гомопропаргил. Катализатордағы металл M - никель немесе палладий. Катализатордағы лиганд L - трифенилфосфин, dppe, BINAP, хирафос немесе XPhos болуы мүмкін. Палладий катализаторларының жалпы алғанда жоғары химиялық өнімділігі мен жоғары функционалдық топтық төзімділігі бар. Негиши байланысы жалпы синтез саласында күрделі синтетикалық аралық заттар арасында C-осымды таңдаулы түрде қалыптастыру әдісі ретінде кеңінен қолданылады. Реакция sp3, sp2 және sp көміртек атомдарының (орбиталық гибридтендіруді қараңыз) бірігуіне мүмкіндік береді, бұл оны палладиймен катализделген бірігу реакцияларының арасында ерекше етеді. Органозиндер ылғалға және ауаға сезімтал, сондықтан Негиши біріктіруді оттегі мен сусыз ортада орындау керек, бұл факт оның қолданылуына кедергі келтірді. Алайда, органозиндер органостананнаннан және органобораттан гөрі реактивті, бұл реакция уақытының жылдамдығына байланысты. Реакция 2010 жылы химия саласындағы Нобель сыйлығының иегері болған Эиичи Негишидің есімімен аталған. Негиши және оның әріптестері 1976 жылы органоалюминийлі реагенттердің қиылысуын зерттеп, бастапқыда Ni және Pd-ді өтпелі металл катализаторлары ретінде қолданған, бірақ Ni стереоспецификалық ыдырауға әкелгенін, ал Pd-нің ондай әсер етпегенін атап өтті. Органоалюминий түрлерінен органозин қосылыстарына ауысу Негиши мен оның әріптестері органозиндік дәнекерлеу реакцияларында Pd кешендерін қолдану туралы баяндады және әдіс зерттеулерін жүргізді, ақыр соңында реакция жағдайларын қазіргі кезде кеңінен қолданылатын жағдайларға дейін дамытты. Ричард Ф. Хек және Акира Сузукимен бірге, Эль-Ичи Негиши 2010 жылы "органикалық синтезде палладий катализацияланған қиылысқан қосылыстар" бойынша еңбегі үшін химия саласындағы Нобель сыйлығының тең иегері болды.

Өнеркәсіптік қолдану

Негиши біріктірімі өнеркәсіптік қолданбаларда Suzuki реакциясы мен Heck реакциясы сияқты жиі қолданылмайды, негізінен қажетті арил немесе алкил мырыш реагенттерінің су мен ауа сезімталдығының нәтижесінде. 2003 жылы Novartis компаниясы асма ауруын емдеу үшін препарат ретінде зерттелген 4D типті фосфодиэстераза ингибиторы PDE472 өндірісінде Negishi жұптастыруын қолданды. Негиши біріктіруін Сузуки реакциясына балама ретінде пайдаланды, ол қажетті бензодиоксазол синтетикалық аралық өнімнің жақсартылған өнімділігін, 4, 5 кг мөлшерде 73% -ды қамтамасыз етті.

Жалпы синтездегі қолданулар

Жоғарыда аталған су мен оттегінің сезімталдығының нәтижесінде Negishi біріктіруін өнеркәсіптік химияда сирек қолданатын болсақ, ол табиғи өнімдердің жалпы синтезі саласында кеңінен қолданылады. Басқа қиылыспалы реакцияларға қарағанда реактивтіліктің жоғарылауы Негиши қиылысуын табиғи өнімдерді синтездеудегі күрделі аралық заттардың қосылуына қолайлы етеді. Негиши біріктіруінің негізгі кемшілігі, оның су мен оттегіге сезімталдығынан басқа, басқа қиылысқан біріктіру реакцияларымен салыстырғанда функционалдық топқа төзімділігінің салыстырмалы болмауы. (−) стемоамид - Stemona tuberosa өсімдігінің түбірлік экстракттерінде кездесетін табиғи өнім. Бұл экстракттер жапондық және қытайлық халық медицинасында тыныс алу жолдарының бұзылуын емдеу үшін пайдаланылған, ал (−) стемоамид - антигельминттік. Сомфаи және оның әріптестері (−) стемоамид синтезінде Негиши жұпталымын қолданды. Реакция синтездің ортасында жүзеге асырылды, β,γ қанықпаған эфир мен аралық диен 4 арасында sp3 sp2 c c байланысын құраған, өнімнің 5 78% -ы алынған. Somfai (−) стемоамидтің стереоселективті толық синтезін 12 қадамда 20% жалпы өнімділікпен аяқтады. Кибаяши және оның әріптестері Негиши жұптастығын Pumiliotoxin B-нің толық синтезде пайдаланды. Pumiliotoxin B - бұл Панаманың улы бақасы Dendrobates pumilio-дан оқшауланған ірі уытты алкалоидтардың бірі. Бұл уытты алкалоидтар кернеуге тәуелді натрий арналарына модуляторлық әсер етеді, нәтижесінде кардиотоникалық және миотоникалық белсенділік пайда болады. Кибаяши Пумилиотоксин В синтезінің соңғы кезеңінде Негиши біріктіруін қолданды, мырыш алкилиденін индолизидин 6 -дағы гомоалликалық sp3 көміртекті (Е) винил йодты 7 -мен біріктіріп, 51% өнімділік алды. Табиғи өнім депротекциядан кейін алынған. δ транс- токотриенол қышқылы Chrysochlamys ulei өсімдікінен оқшауланған, ол ДНК полимераза β (pol β) -ны тежейтін табиғи өнім, ол ДНК-ны базалық экзиция арқылы қалпына келтіреді. ПолиВ- ні басқа химиотерапиялық препараттармен бірге ингибициялау осы химиотерапиялық препараттардың цитотоксикалық әсерін арттыра алады, бұл тиімді дозаны төмендетуге әкеледі. Негиши біріктіруі Hecht және Maloney-дің sp3 гомопропаргил мырыш реагенті 8 мен sp2 винил йодты 9 біріктіруі арқылы δ транс токотриенолой қышқылының синтезінде іске асырылды. Реакция сандық өнімділікпен, синтездің ортасында фрагменттерді біріктіріп, стереоселективті синтезделген табиғи өнімге δ транс-токотриенол қышқылына дейін жалғасты. Смит пен Фу олардың екіншілік нуклеофилдерді екіншілік алкил электрофильдермен жұптастыру әдісін аль-цембра 2,7,11 триен 4,6 диолдың, яғни ісікке қарсы белсенділігі бар нысананың формалды синтезіне қолдануға болатынын көрсетті. Олар өздерінің әдісін қолданып, граммдық шкалада 61% өнімділікке қол жеткізді. Бұл әдіс әртараптандыру және басқа алкил топтарын орнату үшін құрылымы белсенділік қатынасы (SAR) зерттеулерін жүзеге асыру үшін осы қолданбада өте ыңғайлы болады. Киршнинг пен Шмидт каролактонның алғашқы толық синтезіне никельді катализделген негиши қиылыстырмасын қолданды. Бұл қолданбада олар 82% өнімділікке және dr = 10: 1 -ге қол жеткізді.

Органозин прекурсорларын дайындау

Алкилзинк реагенттеріне диметилацетамидтегі (DMAC) йодты пайдалана отырып, тиісті алкилбромидтерден қол жеткізуге болады. Каталитикалық I2 цинкті нуклеофилді қосылуға белсендіреді. Арил цинктерін Гринард сияқты аралық арқылы жұмсақ реакция жағдайында синтездеуге болады. Органозиндерді Knochel және басқалар көрсеткендей, in situ да өндіре алады және бір ыдыстағы процедурада пайдалана алады.