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탄소-수소 결합
화학에서 탄소–수소 결합(영어: Carbon–hydrogen bond, C−H 결합)은 많은 유기 화합물에서 발견될 수 있는 탄소와 수소 원자 사이의 화학 결합이다. 이 결합은 공유, 단일 결합을 의미하며, 탄소가 최대 4개의 수소와 외부 원자가 전자를 공유한다. 이는 두 원자 모두의 외부 껍질을 완성하여 안정하게 만든다.
탄소-수소 결합은 약 1.09 Å (1.09 × 10−10 m)의 결합 길이와 약 413 kJ/mol의 결합 에너지를 가진다 (아래 표 참조). 폴링 척도—C (2.55)와 H (2.2)를 사용하면 이 두 원자 사이의 전기 음성도 차이는 0.35이다. 이 작은 전기 음성도 차이 때문에 C−H 결합은 일반적으로 비극성으로 간주된다. 분자의 구조식에서 수소 원자는 종종 생략된다. C−H 결합과 C−C 결합으로만 구성된 화합물 부류는 알케인, 알켄, 알카인 및 방향족 탄화수소이다. 이들을 총칭하여 탄화수소라고 한다.
탄소-수소 결합
2016년 10월, 천문학자들은 생명의 매우 기본적인 화학 성분—탄소-수소 분자 (CH, 또는 메틸리다인 라디칼), 양이온 탄소-수소 이온 (CH+) 및 탄소 이온 (C+)—이 이전에 생각했던 것처럼 초신성 및 젊은 항성과 관련된 난류 사건과 같은 다른 방식이 아니라 주변 항성의 자외선 에너지로 상당 부분 생성된다고 보고했다.
탄소-수소 결합 결합 길이
탄소-수소 결합의 길이는 탄소 원자의 혼성화에 따라 약간 달라진다. 수소 원자와 sp2 혼성화 탄소 원자 사이의 결합은 수소와 sp3 혼성화 탄소 사이의 결합보다 약 0.6% 더 짧다. 수소와 sp 혼성화 탄소 사이의 결합은 sp3 C–H보다 약 3% 더 짧다. 이러한 경향은 에테인, 에틸렌 및 아세틸렌의 분자기하에 의해 설명된다.
탄소-수소 결합 반응
일반적으로 C−H 결합은 매우 강해서 비교적 반응성이 낮다. 총칭하여 탄소산이라고 불리는 여러 화합물 부류에서는 C−H 결합이 양성자 제거에 충분히 산성일 수 있다. 비활성화된 C−H 결합은 알케인에서 발견되며 헤테로원자 (O, N, Si 등)에 인접해 있지 않다. 이러한 결합은 일반적으로 유리기 치환 반응에만 참여한다. 그러나 많은 효소가 이러한 반응을 일으키는 것으로 알려져 있다.
C−H 결합은 가장 강한 결합 중 하나이지만, 헤테로원자가 없는 상당히 안정한 유기 화합물의 경우에도 그 크기가 30% 이상 달라진다.
보리스 알렉산드로프
보리스 알렉산드로프(러시아어: Бори́с Алекса́ндров)는 다음 사람을 가리킨다.
탄소-질소 결합
탄소-질소 결합(영어: Carbon–nitrogen bond)은 탄소와 질소 사이의 공유 결합이며 유기화학 및 생화학에서 가장 풍부한 결합 중 하나이다.
질소는 5개의 원자가 전자를 가지며 단순한 아민에서는 삼가이며, 나머지 두 전자는 고립 전자쌍을 형성한다. 이 고립 전자쌍을 통해 질소는 수소와 추가 결합을 형성하여 사암모늄 염에서 양전하를 띠며 사가가 될 수 있다. 따라서 많은 질소 화합물은 잠재적으로 염기성일 수 있지만, 그 정도는 구성에 따라 달라진다. 예를 들어, 아마이드의 질소 원자는 고립 전자쌍이 이중 결합으로 비편재화되어 있기 때문에 염기성이 아니며, 피롤에서는 고립 전자쌍이 방향족 육중항의 일부이다.
탄소-탄소 결합과 유사하게, 이들 결합은 이민에서와 같이 안정적인 이중 결합을 형성할 수 있으며, 나이트릴에서와 같이 삼중 결합을 형성할 수 있다. 결합 길이는 단순한 아민의 경우 147.9 pm에서 나이트로메테인과 같은 C-N= 화합물의 경우 147.5 pm, 피리딘의 부분 이중 결합에서 135.2 pm, 나이트릴과 같은 삼중 결합에서 115.8 pm에 이른다.
탄소-질소 결합
C-N 결합은 질소 쪽으로 강하게 편극되어 있으며(C와 N의 전기음성도는 각각 2.55와 3.04), 결과적으로 분자 쌍극자 모멘트가 높을 수 있다. 예를 들어, 사이안아마이드는 4.27 D, 다이아조메테인은 1.5 D, 메틸 아자이드는 2.17 D, 피리딘은 2.19 D이다. 이러한 이유로 C-N 결합을 포함하는 많은 화합물은 물에 용해된다. N-친핵체는 C=N 결합에 특이적으로 끌리는 라디칼 분자 그룹이다.
탄소-질소 결합은 X선 광전자 분광학(XPS)으로 분석할 수 있다. 결합 상태에 따라 N1s XPS 스펙트럼의 피크 위치가 달라진다.
탄소-산소 결합
탄소-산소 결합(영어: Carbon–oxygen bond)은 탄소와 산소 원자 간의 극성 공유 결합이다.:16–22 탄소-산소 결합은 탄소 산화물 및 탄소 옥시할라이드, 탄산염 및 금속 카보닐과 같은 많은 무기 화합물에서 발견되며, 알코올, 에터, 카보닐 화합물과 같은 유기 화합물에서도 발견된다.:32–36 산소는 6개의 원자가 전자를 가지고 있으며, 다른 원자와 전자를 공유하여 공유 결합을 형성하거나, 전자를 받아들여 음이온을 형성하거나, 이 둘을 조합하여 최외각 전자 8개를 채우는 경향이 있다. 중성 화합물에서 산소 원자는 탄소와 삼중 결합을 형성할 수 있으며, 탄소 원자는 산소와 최대 4개의 단일 결합 또는 2개의 이중 결합을 형성할 수 있다.
탄소-산소 결합 결합 모티프
에터에서 산소는 두 개의 탄소 원자와 두 개의 공유 단일 결합인 C–O–C를 형성하는 반면, 알코올에서 산소는 탄소와 하나, 수소와 하나의 단일 결합인 C–O–H를 형성한다.:32 대부분의 유기 카보닐 화합물에서 산소는 탄소와 공유 이중 결합인 C=O를 형성하며, 이를 카보닐기라고 한다.:136 에터, 알코올 및 카보닐 화합물에서 산소의 최외각에 있는 4개의 비결합 전자는 비결합 상태이다.:108 알콕사이드에서 산소는 탄소와 단일 결합을 형성하고 금속으로부터 전자를 받아들여 세 개의 비공유 전자쌍을 가진 알콕사이드 음이온 R–O−를 형성한다. 옥소늄 이온에서 산소의 두 비공유 전자쌍 중 하나는 세 번째 공유 결합을 형성하는 데 사용되며, 이로 인해 한 개의 비공유 전자쌍이 남아있는 양이온 >O+– 또는 =O+– 또는 ≡O+가 생성된다.:343,410 일산화 탄소와 아실륨 이온에서 산소는 탄소와 삼중 결합을 형성한다.
탄소-산소 결합 결합 모티프
탄소 원자는 알코올, 에터, 과산화물에서 산소와 한 개의 단일 결합을 형성하며, 아세탈에서 두 개,:524:35, 340–348 오쏘에스터에서 세 개,:345 그리고 오쏘탄산염에서 네 개를 형성한다. 탄소는 알데하이드, 케톤, 아실 할라이드에서 산소와 이중 결합을 형성한다. 카복실산, 에스터, 유기산 무수물에서 각 카보닐 탄소 원자는 산소와 한 개의 이중 결합과 한 개의 단일 결합을 형성한다. 탄산 에스터와 탄산에서 카보닐 탄소는 산소와 한 개의 이중 결합과 두 개의 단일 결합을 형성한다. 이산화 탄소의 결합은 두 개의 C=O 이중 결합으로 구성된 것으로 종종 설명되지만, 이러한 비편재화된 시스템에서는 결합 차수가 덜 명확하다. 위에서 언급했듯이 탄소는 일산화 탄소 및 그 유도체(아실륨 이온 및 금속 카보닐 포함)에서 산소와 삼중 결합을 형성한다.
탄소-산소 결합 전기 음성도 및 결합 길이
C–O 결합은 산소 쪽으로 극성을 띠고 있다(탄소 대 산소의 전기 음성도, 2.55 대 3.44). 파라핀 C–O 결합의 결합 길이는 143 pm 범위로, C–N 또는 C–C 결합의 길이보다 짧다. 카복실산에서는 부분적인 이중 결합 특성으로 인해 단축된 단일 결합(136 pm)이 발견되고, 에폭사이드에서는 늘어난 결합(147 pm)이 발견된다. C–O 결합 강도 또한 C–N 또는 C–C보다 크다. 예를 들어, 메탄올의 결합 강도는 91 킬로칼로리 (380 kJ)/mol(298 K에서), 메틸아민에서는 87 킬로칼로리 (360 kJ)/mol, 에테인에서는 88 킬로칼로리 (370 kJ)/mol이다.
탄소-산소 결합 전기 음성도 및 결합 길이
탄소와 산소는 케톤, 에스터, 카복실산 등 많은 화합물을 포함하는 카보닐 화합물이라는 총칭으로 알려진 작용기에서 말단 이중 결합을 형성한다. 내부 C=O 결합은 양전하를 띠는 옥소늄 이온에서 발견된다. 퓨란에서 산소 원자는 채워진 p-궤도를 통해 파이 전자 비편재화에 기여하므로 퓨란은 방향족이다. 카보닐 화합물에서 C=O 결합 길이는 약 123 pm이다. 이산화 탄소의 C=O 결합 길이는 116 pm이다. 아실 할라이드의 C=O 결합은 부분적인 삼중 결합 특성을 가지므로 매우 짧다: 117 pm. 형식적인 C≡O 삼중 결합을 가진 화합물은 매우 짧고 강한 결합(112.8 pm)을 가진 일산화 탄소와 아실륨 이온, R–C≡O+(일반적으로 110–112 pm)를 제외하고는 존재하지 않는다. 이러한 삼중 결합은 N≡N 삼중 결합보다도 매우 높은 결합 에너지를 갖는다. 산소는 또한 삼가일 수 있는데, 예를 들어 트라이에틸옥소늄 테트라플루오로보레이트에서 그러하다.:343
탄소-산소 결합 화학
탄소-산소 결합 형성 반응은 매우 많다. 대표적인 것은 윌리엄슨 에터 합성과 많은 산화 반응이다.
탄소-산소 결합 C-O 결합을 가진 작용기
탄소-산소 결합은 다음 작용기에 존재한다:
탄소-플루오린 결합
탄소-플루오린 결합(영어: Carbon–fluorine bond)은 탄소와 플루오린 사이의 극성 공유 결합으로, 모든 유기 플루오린 화합물의 구성 요소이다. 이 결합은 화학에서 가장 강한 단일 결합 중 하나이며 (B–F 단일 결합, Si–F 단일 결합, H–F 단일 결합 다음으로), 부분적인 이온성 특성으로 인해 상대적으로 짧다. 또한, 동일한 탄소에 더 많은 플루오린이 추가될수록 결합은 강화되고 짧아진다. 이러한 이유로 플루오로알칸인 사플루오로메탄 (사플루오르화 탄소)과 같은 화합물은 가장 비활성적인 유기 화합물 중 일부이다.
탄소-플루오린 결합 전기 음성도 및 결합 강도
플루오린의 높은 전기 음성도 (플루오린 4.0, 탄소 2.5)는 탄소-플루오린 결합에 상당한 극성 또는 쌍극자 모멘트를 부여한다. 전자 밀도는 플루오린 주변에 집중되어 탄소를 상대적으로 전자 부족 상태로 만든다. 이는 부분 전하 (Cδ+—Fδ−)를 통해 결합에 이온 특성을 도입한다. 플루오린과 탄소의 부분 전하는 서로 끌어당겨 탄소-플루오린 결합의 특이한 결합 강도에 기여한다. 이 결합은 플루오린이 탄소와 가장 강한 단일 결합을 형성하기 때문에 "유기 화학에서 가장 강한 결합"으로 불린다. 탄소-플루오린 결합은 최대 130 kcal/mol의 결합 해리 에너지 (BDE)를 가질 수 있다. C–F의 BDE (결합 강도)는 다른 탄소-할로젠 및 탄소-수소 결합보다 높다. 예를 들어, CH3–X 분자 내 C–X 결합의 BDE는 X = 플루오린, 수소, 염소, 브로민, 아이오딘에 대해 각각 115, 104.9, 83.7, 72.1, 57.6 kcal/mol이다.
탄소-플루오린 결합 결합 길이
탄소-플루오린 결합 길이는 일반적으로 약 1.35 옹스트롬 (플루오로메탄에서 1.39 Å)이다. 이는 다른 모든 탄소-할로젠 결합보다 짧으며, 단일 탄소-질소 및 탄소-산소 결합보다도 짧다. 짧은 결합 길이는 결합의 이온성 특성 (탄소와 플루오린의 부분 전하 사이의 정전기적 인력) 때문이기도 하다. 탄소-플루오린 결합 길이는 탄소 원자의 혼성 및 탄소 또는 심지어 더 멀리 있는 원자의 다른 치환체 존재 여부에 따라 수백 분의 1 옹스트롬 정도 달라진다. 이러한 변동은 미묘한 혼성 변화 및 입체 전자 효과의 지표로 사용될 수 있다. 아래 표는 다양한 결합 환경에서 평균 결합 길이가 어떻게 달라지는지를 보여준다 (sp2 또는 방향족 탄소로 따로 명시되지 않는 한 탄소 원자는 sp3-혼성이다).
탄소-플루오린 결합 결합 길이
결합 길이의 가변성 및 부분적인 이온성 특성으로 인한 플루오린과의 결합 단축은 플루오린과 다른 원소 간의 결합에서도 관찰되며, 플루오린의 공유 반경에 적절한 값을 선택하는 데 어려움의 원인이 되어 왔다. 라이너스 폴링은 원래 64 pm를 제안했지만, 이 값은 결국 72 pm로 대체되었는데, 이는 플루오린-플루오린 결합 길이의 절반이다. 그러나 72 pm는 플루오린과 다른 원소 간의 결합 길이를 대표하기에는 너무 길어서, 다른 저자들은 54 pm에서 60 pm 사이의 값을 제안했다.
탄소-플루오린 결합 동일 탄소에 결합한 플루오린의 결합 강도 효과
동일한 (제미널) 탄소에 플루오린 원자의 수가 증가할수록 다른 결합은 더 강해지고 짧아진다. 이는 아래 표에 나타난 플루오로메탄 계열의 결합 길이 및 강도 (BDE) 변화에서 볼 수 있으며, 또한 원자의 부분 전하 (qC 및 qF)도 계열 내에서 변화한다. 플루오린이 추가될수록 탄소의 부분 전하는 더 양전하를 띠게 되어 플루오린과 탄소 사이의 정전기적 상호작용과 이온성을 증가시킨다.
탄소-플루오린 결합 고슈 효과
두 개의 플루오린 원자가 인접한 탄소에 결합되어 있을 때 (1,2-디플루오로에탄 (H2FCCFH2)과 같이), 고슈 형태가 안티 형태보다 더 안정하다. 이는 일반적으로 예상되는 것과 대부분의 1,2-치환 에탄에서 관찰되는 것과는 반대이며, 이 현상을 고슈 효과라고 한다. 1,2-디플루오로에탄에서 고슈 형태는 기체 상태에서 안티 형태보다 2.4~3.4 kJ/mol 더 안정하다. 그러나 이 효과는 할로젠 플루오린에만 국한되지 않는다; 1,2-다이메톡시에탄에서도 고슈 효과가 관찰된다. 관련 효과로는 알켄 시스 효과가 있다. 예를 들어, 1,2-디플루오로에틸렌의 시스 이성질체는 트랜스 이성질체보다 더 안정하다.
탄소-플루오린 결합 고슈 효과
고슈 효과에 대한 두 가지 주요 설명은 초공액과 굽은 결합이다. 초공액 모델에서, 탄소-수소 σ 결합 오비탈에서 탄소-플루오린 σ* 반결합 오비탈로의 전자 밀도 기여는 고슈 이성질체의 안정화 원천으로 간주된다. 플루오린의 더 큰 전기 음성도로 인해, 탄소-수소 σ 오비탈은 탄소-플루오린 σ 오비탈보다 더 나은 전자 공여체이며, 탄소-플루오린 σ* 오비탈은 탄소-수소 σ* 오비탈보다 더 나은 전자 수용체이다. 고슈 형태만이 더 나은 공여체와 더 나은 수용체 사이의 좋은 겹침을 허용한다.
디플루오로에탄의 고슈 효과에 대한 굽은 결합 설명에서 핵심은 플루오린의 큰 전기 음성도로 인해 두 탄소-플루오린 결합의 p 오비탈 특성이 증가한다는 점이다. 결과적으로, 중앙 탄소-탄소 결합의 왼쪽과 오른쪽 위아래에 전자 밀도가 축적된다. 그 결과 감소된 오비탈 겹침은 고슈 형태를 취할 때 부분적으로 보상되어 굽은 결합을 형성한다. 이 두 모델 중 초공액은 일반적으로 디플루오로에탄에서 고슈 효과의 주요 원인으로 간주된다.
탄소-플루오린 결합 분광학
탄소-플루오린 결합 신축은 적외선 스펙트럼에서 1000~1360 cm−1 범위에 나타난다. 이 넓은 범위는 분자 내 다른 치환체에 대한 신축 진동수의 민감도 때문이다. 단일 플루오린화 화합물은 1000~1110 cm−1 사이에 강한 밴드를 가지며, 두 개 이상의 플루오린 원자가 있는 경우 밴드는 대칭 모드와 비대칭 모드의 두 밴드로 나뉜다. 탄소-플루오린 밴드는 매우 강하여 존재할 수 있는 탄소-수소 밴드를 가릴 수 있다.
유기 플루오린 화합물은 탄소-13, 플루오린-19 (유일한 천연 플루오린 동위원소), 또는 수소-1 (존재하는 경우)을 사용하여 NMR 분광법으로도 특성화할 수 있다. 19F NMR에서의 화학적 이동은 치환 정도와 작용기에 따라 매우 넓은 범위에 걸쳐 나타난다. 아래 표는 몇 가지 주요 부류에 대한 범위이다.
탄소-플루오린 결합 C–F 결합 끊기
C–F 결합을 끊는 것은 유기 플루오린 "영원한 화학물질"인 PFOA 및 PFC를 분해하고 파괴하는 방법으로 관심을 받고 있다. 유망한 방법으로는 백금 원자와 같은 촉매, 광촉매, UV, 아이오딘화물 및 아황산염, 라디칼 등이 있다.
일부 금속 착물은 C–F 결합을 절단한다. 이러한 반응은 유기 합성 및 이종 화학물질의 정화 관점에서 흥미롭다. C–F 결합 활성화는 다음과 같이 분류된다: "(i) 플루오로카본의 산화성 첨가, (ii) HF 제거를 동반한 M–C 결합 형성, (iii) 플루오로실란 제거를 동반한 M–C 결합 형성, (iv) M–F 결합 형성을 동반한 플루오로카본의 수소탈플루오린화, (v) 플루오로카본에 대한 친핵성 공격, (vi) 플루오로카본의 탈플루오린화". 금속 매개 C–F 활성화 반응의 예시로는 지르코노센 이수소화물에 의한 플루오로헥산의 탈플루오린화가 있다:
(C5(CH3)5)2ZrH2  +  FC6H13  →  (C5(CH3)5)2ZrH(F)  +  C6H14
다카타니 소스케
다카타니 소스케(일본어: 高谷 惣亮 (たかたに そうすけ), 1989년 4월 5일~)는 일본의 레슬링 선수이다. 일본 국가대표 선수로서 올림픽에 3회 연속(2012, 2016, 2020)으로 참가했으며 세계 선수권 대회에서 은메달 1개를 획득했다.
로빈 켈리
로빈 린 켈리(Robin Lynne Kelly, 1956년 4월 30일 ~ )은 미국의 정치인이다.
닌텐도 스위치 2 웰컴 투어
《닌텐도 스위치 2 웰컴 투어》는 닌텐도와 닌텐도 큐브가 닌텐도 스위치 2로 개발한 2025년 비디오 게임이다. 게임기 동시출시게임으로서 2025년 6월 5일 전세계에 동시발매됐으며 닌텐도 e숍에서 디지털로 판매한다.
닌텐도 스위치 2 게임기에 대해 소개하는 소프트웨어로 170가지 질문, 20종 미니 게임과 14종 테크 데모를 탑재해 게임기의 다양한 기능과 설계를 설명하는 온라인 전시회 형태를 갖췄다.
발표와 발매 당시 게임기와 동봉되지 않고 별도로 판매되는 제품이라는 점으로 논란을 일으켰으며 복합적인 평가를 받았다.
닌텐도 스위치 2 웰컴 투어 반응
《닌텐도 스위치 2 웰컴 투어》는 리뷰 애그리게이터 웹사이트 메타크리틱에서 "복합적 및 평균적인 평가"를 기록했다.
탄소-수소 결합 활성화
유기화학 및 유기금속화학에서 탄소-수소 결합 활성화(영어: Carbon–hydrogen bond activation, C−H 활성화(영어: C−H activation))는 탄소-수소 결합이 분리되고 C−X 결합 (X ≠ H는 일반적으로 탄소, 산소 또는 질소와 같은 주족 원소)으로 대체되는 유기 반응의 한 유형이다. 일부 저자들은 C–H 활성화라는 용어를 "비활성"으로 간주되는 C–H 결합이 전이 금속 중심 M과 상호 작용하여 결합이 절단되고 M–C 결합을 가진 유기금속 종이 생성되는 반응으로 더 제한한다. 이 단계(때로는 C−H 활성화 단계로 알려짐)에서 생성된 유기금속 중간체는 다른 시약과 후속 반응을 거칠 수 있으며, 이는 그 자리에서 (종종 전이 금속이 촉매 양으로 사용되도록 허용) 또는 별도의 단계에서 기능화된 생성물을 생산한다.
탄소-수소 결합 활성화
대체 용어인 C−H 기능화(영어: C−H functionalization)는 반응 과정에 관계없이 (또는 이에 대한 불가지론적 태도로) 비교적 비활성인 C−H 결합을 C−X 결합으로 변환하는 모든 반응을 설명하는 데 사용된다. 특히, 이 정의는 분리된 C–H 결합이 처음에 전이 금속과 상호 작용하거나 반응 메커니즘에 유기금속 중간체가 존재할 필요가 없다. 유기금속 종과 달리, 이 확장된 유형의 C-H 활성화는 산업 및 자연에서 널리 사용된다. 이 광범위한 정의는 위에서 언급한 C–H 활성화의 제한된 정의에 해당하는 모든 반응을 포함한다. 그러나 산소 반발 메커니즘을 통해 진행되는 철 촉매 알케인 C–H 수산화 반응(예: 사이토크롬 P450 효소 및 그 합성 유사체)도 포함하며, 이 메커니즘에는 유기금속 종이 관여하지 않는 것으로 여겨진다. 다른 경우에는 유기금속 종이 간접적으로 관여한다. 예를 들어, Rh(II)-촉매 C–H 삽입 과정에서 친전자성 금속 카벤 종이 생성되고 탄화수소 C–H 결합이 금속과의 직접적인 상호 작용 없이 카벤 탄소에 삽입되는 경우에 발생한다. 금속에 의한 직접적인 C–H 결합 분해를 포함하지 않는 다른 메커니즘 가능성으로는 (i) 친전자성 방향족 치환 메커니즘에 의한 아릴금속 종 생성(친전자성 Pd, Pt, Au, Hg 종에 흔함), (ii) O- 또는 N-중심 라디칼에 의한 수소 원자 추상화를 통한 C–H 결합 분해(이후 유기금속 중간체를 형성하거나 형성하지 않고 더 반응하고 기능화될 수 있음, 예: 카라시-소노프스키 반응), (iii) 친전자성 금속과의 π-착물 초기 형성에 의해 보조되는 π-시스템의 α-위치에서 C–H 탈양성자화로 친핵성 유기금속 종 생성(예: 사이클로펜타디에닐아이언 착물에 의해)이 있다.
탄소-수소 결합 활성화
종종 저자들이 C–H 기능화와 C−H 활성화를 구분할 때, 후자를 좁은 의미로 제한한다. 그러나 C–H 결합과 금속 사이의 상호 작용이 결합이 분해되기 전에 있었는지 여부를 확실히 입증하는 것은 어려울 수 있다. 이 글은 일반적으로 C–H 기능화 반응을 다루지만, 특히 C–H 활성화에 중점을 둔다.
탄소-수소 결합 활성화 분류
금속 중심에 의한 C-H 활성화 메커니즘은 세 가지 일반적인 범주로 분류할 수 있다:
LnM  + RH  →  LnM(R)(H)
LnM+  + RH  →  LnMR  +  H+
이 범주 중 특히 흔한 변형인 협동 금속화 탈양성자화는 배위된 내부 염기(종종 카르복실레이트, 예를 들어 아세테이트 또는 피발레이트)가 치환된 양성자를 분자 내에서 동시에 수용하는 것을 포함한다.
LnMX  + RH  →  LnMR  +  XH
탄소-수소 결합 활성화 역사적 개요
최초의 C–H 활성화 반응은 종종 1902년에 오토 딤로트가 벤젠이 아세트산 수은(II)과 반응한다고 보고한 것에 기인한다 (참조: 유기수은 화합물). 많은 친전자성 금속 중심이 이 프리델-크래프츠와 유사한 반응을 겪는다. 조지프 채트는 Ru(0) 착물에 의한 나프탈렌의 C-H 결합 첨가를 관찰했다.
킬레이트-보조 C-H 활성화는 널리 퍼져 있다. 무라하시 슌스케는 (E)-N,1-다이페닐메탄이민으로부터 2-페닐아이소인돌린-1-온의 코발트-촉매 킬레이트-보조 C-H 기능화를 보고했다.
1969년, 알렉산더 E. 실로프는 테트라클로로백금산 칼륨이 메테인과 중수 사이의 동위 원소 혼합을 유도한다고 보고했다. 이 경로는 메테인이 Pt(II)에 결합하는 것을 포함한다고 제안되었다. 1972년, 실로프 연구팀은 테트라클로로백금산 칼륨, 촉매 헥사클로로백금산 칼륨, 메테인 및 물을 화학량론적 양으로 포함하는 유사한 반응에서 메탄올과 염화 메틸을 생산할 수 있었다. 실로프가 냉전 시대에 소련에서 연구하고 발표했기 때문에 그의 연구는 서방 과학자들에게 대부분 무시되었다. 이른바 실로프 시스템은 오늘날 알케인 기능화를 위한 몇 안 되는 진정한 촉매 시스템 중 하나이다.
탄소-수소 결합 활성화 역사적 개요
어떤 경우에는 C-H 활성화의 발견이 교차 짝지음과 함께 이루어졌다. 1969년에 후지와라 유조는 Pd(OAc)2와 Cu(OAc)2를 사용하여 벤젠과 스타이렌으로부터 (E)-1,2-다이페닐에텐을 합성했다고 보고했으며, 이는 교차 짝지음과 매우 유사한 절차였다. 산화적 첨가 범주에서 M. L. H. 그린은 1970년에 Cp2WH2 착물로서 텅스텐이 벤젠 C–H 결합에 광화학적으로 삽입되는 것을 보고했으며 조지 M. 화이트사이드는 1979년에 최초로 분자 내 지방족 C–H 활성화를 수행했다.
탄소-수소 결합 활성화 역사적 개요
다음 혁신은 1982년에 두 연구팀에 의해 독립적으로 보고되었다. 로버트 G. 버그만은 산화적 첨가를 통해 비활성화되고 완전히 포화된 탄화수소의 최초 전이 금속 매개 분자간 C–H 활성화를 보고했다. 광화학적 접근법을 사용하여 Cp*Ir(PMe3)H2(여기서 Cp*는 펜타메틸사이클로펜타다이에닐 리간드)의 광분해는 배위적으로 불포화된 종 Cp*Ir(PMe3)를 생성했으며, 이는 사이클로헥세인 및 네오펜테인과 산화적 첨가를 통해 반응하여 해당 하이드리도알킬 착물 Cp*Ir(PMe3)HR을 형성했다(여기서 R은 각각 사이클로헥실 및 네오펜틸이다). W.A.G. 그레이엄은 동일한 탄화수소가 조사 시 Cp*Ir(CO)2와 반응하여 관련 알킬하이드리도 착물 Cp*Ir(CO)HR을 생성한다는 것을 발견했다(여기서 R은 각각 사이클로헥실 및 네오펜틸이다). 후자의 예에서 반응은 Cp*Ir(CO)2의 조사를 통해 형성된 16-전자 이리듐(I) 중간체인 Cp*Ir(CO)에 대한 알케인의 산화적 첨가를 통해 진행되는 것으로 추정된다.
버그만 외 (왼쪽) 및 그레이엄 외에 의한 C–H 활성화.
탄소-수소 결합 활성화 역사적 개요
알케인 C–H 결합의 선택적 활성화 및 기능화는 펜타메틸사이클로펜타다이에닐, 금속 나이트로실, 알릴 및 네오펜틸 리간드를 갖춘 텅스텐 착물인 Cp*W(NO)(η3-알릴)(CH2CMe3)을 사용하여 보고되었다.
레그진스 외, J. Am. Chem. Soc. 2007; 129, 5372–3에 나타난 펜테인 C–H 활성화.
이 시스템과 관련된 한 예에서, 알케인인 펜테인은 선택적으로 할로겐화 탄화수소인 1-아이오도펜테인으로 전환된다. 이 변환은 실온에서 펜테인 내의 Cp*W(NO)(η3-알릴)(CH2CMe3)의 열분해를 통해 이루어졌으며, 이는 유사 1차 과정을 통해 네오펜테인의 제거를 초래하여 16-전자 중간체를 생성하는데, 이는 검출할 수 없지만 전자적으로나 입체적으로 불포화된 η2-뷰타다이엔 리간드에 의해 배위된다. 이후 펜테인 용매 분자의 분자간 활성화는 n-펜틸 리간드를 갖는 18-전자 착물을 생성한다. 별도의 단계에서, -60 °C에서 아이오딘과의 반응은 착물에서 1-아이오도펜테인을 방출한다.
탄소-수소 결합 활성화 반응 메커니즘 이해
화학 반응을 개선하는 한 가지 접근 방식은 근본적인 반응 과정을 이해하는 것이다. 시간 분해 분광 기술은 화학 반응의 동역학을 추적하는 데 사용될 수 있다. 이 기술은 과정을 시작하기 위한 트리거를 필요로 하는데, 대부분의 경우 화합물을 조명하는 것이다. 전이 금속 착물과 알케인의 광개시 반응은 강한 C-H 결합의 절단을 이해하기 위한 강력한 모델 시스템 역할을 한다.
이러한 시스템에서 샘플은 UV 광에 노출되어 금속 중심을 여기시키고 리간드 해리를 유도한다. 이 해리는 빈 배위 위치를 가진 고도로 반응성이 있는 전자 결핍 16전자 중간체를 생성한다. 이 종은 알케인 분자와 결합하여 σ-착물을 형성한다(C-H 결합의 배위). 세 번째 단계에서 금속 원자는 C-H 결합에 삽입되어 이를 분해하고 알킬(또는 아릴) 금속 수소화물을 생성한다.
탄소-수소 결합 활성화 반응 메커니즘 이해
중간체와 그 동역학은 시간 분해 분광 기술 (예: TR-IR, TR-XAS, TR-RIXS)을 사용하여 관찰할 수 있다. 시간 분해 적외선 분광법 (TR-IR)은 이러한 중간체를 관찰하기에 다소 편리한 방법이다. 그러나 이는 IR-활성 리간드를 가진 착물에만 한정되며, 기본 진동 냉각으로 인해 펨토초 시간 규모에서의 정확한 할당에 취약하다. 서로 다른 착물에 대한 반응성 차이의 질문에 답하기 위해, 이들의 전자 구조를 조사해야 한다. 이는 X선 흡수 분광법 (XAS) 또는 공명 비탄성 X선 산란 (RIXS)을 통해 달성될 수 있다. 이러한 방법들은 궤도 분해능으로 C-H 활성화 단계를 추적하고 C-H 결합 분해에 책임이 있는 상호 작용에 대한 자세한 통찰력을 제공하는 데 사용되었다.
지롤라미는 2023년에 금속 중심에 결합된 메테인의 구조를 완전히 특성화했다. 중수소화 동위 원소체를 포함하는 평형 동위 원소 섭동(IPE) 연구는 메테인이 단일 M···H-C 다리를 통해 금속 중심에 결합한다는 것을 보여주었다. 1JCH 결합 상수의 변화는 메테인 리간드의 구조가 자유 분자에 비해 상당히 교란되었음을 분명히 나타낸다.
탄소-수소 결합 활성화 방향성 C-H 활성화
방향성, 킬레이트-보조 또는 "유도된" C-H 활성화는 위치 선택성과 입체 선택성에 영향을 미치는 지향기를 포함한다. 이는 유기 합성에서 가장 유용한 C-H 활성화 방식이다. N,N-다이메틸벤질아민은 많은 전이 금속에 의해 쉽게 사이클로금속화된다. 무라이 반응에서 약하게 배위하는 지향기들이 사용되는 준실용적인 구현들이 있다.
2-페닐피리딘의 Pd-촉매 C-H 활성화 반응 메커니즘은 금속고리 중간체를 포함한다. 이 중간체는 산화되어 PdIV 종을 형성한 후 환원성 제거를 통해 C-O 결합을 형성하고 생성물을 방출한다.
C-H 결합을 C-B 결합으로 변환하는 보릴화는 합성(즉, 교차-짝지음 반응)에서의 유용성 때문에 철저히 연구되어 왔다. 존 F. 하트위그는 로듐 착물에 의해 촉매되는 고도로 위치선택적인 아렌 및 알케인 보릴화를 보고했다. 알케인의 경우, 독점적인 말단 기능화가 관찰되었다.
나중에 루테늄 촉매는 더 높은 활성도와 작용기 호환성을 가지고 있음이 발견되었다.
높은 호환성으로 C-H 결합을 활성화하는 이리듐 기반 촉매를 포함한 다른 보릴화 촉매도 개발되었다.
자세한 내용은 보릴화를 참조.
탄소-수소 결합 활성화 천연가스
화학자들이 메테인의 선택적 C-H 활성화를 위한 상업적 공정을 개발하는 데 실패했지만, 이러한 반응은 역 메테인 생성의 기초가 된다. 이 니켈-촉매 과정에서 메테인은 조효소 M, CH3SCH2CH2SO−3의 메틸 치환체로 전환된다.
자연적으로 발생하는 메테인은 풍부하고 저렴함에도 불구하고 화학 원료로 사용되지 않는다. 현재 기술은 수증기 개질을 통해 메테인을 엄청나게 사용하여 합성가스, 즉 일산화 탄소와 수소의 혼합물을 생산한다. 이 합성가스는 Fischer-Tropsch 반응에서 더 긴 탄소 사슬 제품이나 가장 중요한 산업 화학 원료 중 하나인 메탄올을 만드는 데 사용된다. 이러한 탄화수소를 전환하는 흥미로운 방법은 C-H 활성화를 포함한다. 예를 들어 로이 A. 페리아나는 Pt, Pd, Au, Hg과 같은 후기 전이 금속을 포함하는 착물이 H2SO4에서 메테인 (CH4)과 반응하여 메틸 바이설페이트를 생성한다고 보고했다. 그러나 이 과정은 상업적으로 구현되지 않았다.
탄소-수소 결합 활성화 비대칭 C–H 기능화
로듐 촉매 카벤 삽입 반응은 키랄 카르복실레이트 리간드, 특히 프롤린 유도체 DOSP 리간드를 사용하여 거울상 선택적으로 이루어졌다.
리토스페르민산의 전합성은 고도로 기능화된 시스템에 대한 유도된 C-H 기능화 후기 단계를 활용한다. 카이랄 비라세미 이민인 지향기는 분자내 알킬화를 수행할 수 있으며, 이는 로듐 촉매 이민의 다이하이드로벤조퓨란으로의 전환을 가능하게 한다.
거울상 선택적 C-H 실릴화는 실리콘 또는 인근 탄소 중심에 잘 정의된 입체 화학을 도입하는 유용한 전략으로 부상했다.
탄소-수소 결합 활성화 천연물 및 생체 활성 분자 합성 응용
칼로트릭신 A와 B의 전합성은 C-H 활성화를 통한 분자내 Pd-촉매 교차 짝지음 반응을 특징으로 하며, 이는 유도된 C-H 활성화의 한 예이다. 교차 짝지음은 아릴 C-I와 C-H 결합 사이에서 발생하여 C-C 결합을 형성한다.  메시칼린 유사체의 합성은 C-H 활성화를 통한 아릴 이민의 로듐-촉매 거울상 선택적 환상화를 활용한다.
탄소-수소 결합 활성화 알켄 이성질화
유용한 전이 금속 C-H 결합 활성화의 한 유형은 알켄 이성질화이다. 최소한 두 가지 메커니즘이 알려져 있다. 알켄-금속 수소화물의 경우, 이성질화는 전이 삽입에 이어 베타-수소화물 제거를 통해 진행될 수 있다. 이 과정은 사슬 이동의 기초이다. 알켄 이성질화의 또 다른 메커니즘은 알켄 착물이 알릴-수소화물 착물로 전환되는 것이다.
탄소-수소 결합 활성화 오래된 리뷰
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에드가라스 벤츠카이티스
에드가라스 벤츠카이티스(리투아니아어: Edgaras Venckaitis, 1985년 12월 12일~)는 리투아니아의 레슬링 선수이다. 2012년 하계 올림픽, 2016년 하계 올림픽에 참가했으며 세계 선수권 대회에서 동메달 1개를 획득했다.
원자 경제성
원자 경제성(영어: Atom economy, 원자 효율/백분율(atom efficiency/percentage))는 관련된 모든 원자와 생산된 원하는 제품의 관점에서 화학 공정의 전환 효율성이다. 가장 간단한 정의는 1991년 배리 트로스트에 의해 소개되었으며, 원하는 제품의 질량 대 반응물의 총 질량의 비율을 백분율로 나타낸 것과 같다. 원자 경제(AE)의 개념과 이를 화학 개선의 주요 기준으로 삼으려는 아이디어는 1990년대 초 폴 애너스타스가 주창한 녹색 화학 운동의 일부이다. 원자 경제는 녹색 화학 철학의 중요한 개념이며, 공정 또는 합성의 "녹색성"을 측정하는 데 가장 널리 사용되는 지표 중 하나이다.
좋은 원자 경제는 반응물 원자의 대부분이 원하는 제품에 통합되고 소량의 원치 않는 부산물만 형성되어 폐기물 처리의 경제적 및 환경적 영향을 줄인다는 것을 의미한다.
원자 경제는 다음과 같이 쓸 수 있다.
예를 들어, 다음과 같은 반응을 고려하면

여기서 C가 원하는 제품이라면,
원자 경제성
최적의 원자 경제는 100%이다.
원자 경제는 화학 수율과는 다른 관심사인데, 높은 수율을 보이는 공정에서도 상당한 부산물이 발생할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 카니차로 반응에서는 반응물 알데하이드의 약 50%가 목표물의 다른 산화 상태가 된다. 비티히 및 스즈키-미야우라 반응은 결국 폐기물이 되는 고질량 시약을 사용한다. 그리고 가브리엘 합성은 화학량론적 양의 프탈산 염을 생성한다.
원하는 제품이 광학 이성질체를 가지고 있다면 원자 경제가 100%일지라도 반응은 충분히 입체 선택성을 가져야 한다. 딜스-알더 반응은 잠재적으로 매우 원자 효율적인 반응의 예시로, 또한 화학선택적, 자리선택적, 부분입체선택적, 거울상선택적일 수 있다. 촉매 수소화는 산업적으로나 학술적으로나 광범위하게 실행되는 이상적인 반응에 가장 가깝다.
원자 경제는 에반스 보조제와 같이 매달린 그룹이 회수 가능한 경우에도 조정될 수 있다. 그러나 이것을 피할 수 있다면 더 바람직하다. 회수 과정은 결코 100%가 될 수 없기 때문이다. 원자 경제는 출발 물질과 촉매 시스템의 신중한 선택을 통해 개선될 수 있다.
원자 경제성
낮은 원자 경제는 정밀 화학 또는 의약품 합성, 특히 연구에서 흔히 발생한다. 이는 다양한 복잡한 화합물을 쉽게, 그리고 신뢰성 있게 생산하려는 목표가 다재다능하고 신뢰할 수 있지만 원자 경제성이 낮은 반응의 사용으로 이어지기 때문이다. 예를 들어, 알코올 합성은 수소화 알루미늄 리튬으로 에스터를 환원함으로써 쉽게 달성되지만, 이 반응은 필연적으로 부피가 큰 알루미늄 염 침전물을 생성하며, 이는 제품 알코올에서 분리하여 처리해야 한다. 이러한 유해 물질 처리 비용은 상당할 수 있다. 에스터의 촉매 수소첨가분해는 높은 원자 경제성을 가진 유사한 반응이지만, 촉매 최적화가 필요하고 훨씬 느린 반응이며 보편적으로 적용될 수 없다.
원자 경제성 원자 경제를 활용한 반응 생성
A+B→ C+D 형태의 화학 반응에서는 두 가지 제품이 필연적으로 생성되지만, C가 원하는 제품일 수 있다는 것이 기본이다. 이 경우 D는 부산물로 간주된다. 반응물의 효율성을 극대화하고 폐기물 생산을 최소화하는 것이 녹색 화학의 중요한 목표이므로, D는 사용처를 찾거나, 제거되거나, 가능한 한 중요하지 않고 무해해야 한다. A+B→C 형태의 새로운 방정식에서 화학 제조를 더 효율적으로 만드는 첫 번째 단계는 촉매 물질만을 추가하는 간단한 첨가 반응과 유사한 반응을 사용하는 것이다.
우크라이나-튀르키예 관계
우크라이나-튀르키예 관계(우크라이나어: Україно-турецькі відносини, 튀르키예어: Ukrayna-Türkiye ilişkileri)는 우크라이나와 튀르키예 간 양자 관계를 의미한다. 두 국가는 흑해 경제 협력 기구, 유럽 안보 협력 기구 등에서 협력하고 있으며, 두 국가 모두 유럽 연합 가입을 희망하는 국가들이다.
우크라이나-튀르키예 관계 상세
고대 그리스 시절, 우크라이나는 올비아와 케르소네소스 등 그리스 문명과 접점이 있었으며, 튀르키예는 트로이, 할리카르나소스, 페르가몬 등 그리스 도시문명이 자리잡았다.
로마 제국 시절, 크림반도를 기준으로, 크림반도 위 지역은 사르마티아, 크림반도 아래 지역은 레그눔 보스포리라고 불리며, 로마 제국의 지배를 받지 않으나 영향력 하에 있었다. 튀르키예는 아시아 속주에 해당했다.
우크라이나의 일부와 튀르키예 전역은 동로마 제국에 속했다. 그러나 동로마 제국 멸망 이후 우크라이나 지역은 키예프 루스가 다스렸고, 그 뒤로 여러 국가들이 등장하여 우크라이나와 크림 반도를 차지했다. 아나톨리아 반도는 동로마 제국 멸망 이후 룸 술탄국이 다스리다가 오스만 제국이 등장하고 오스만 제국이 다스리게 된다.
크림반도 외 우크라이나 지역은 폴란드-리투아니아가, 크림 반도는 크림 칸국 다스렸다. 키예프 공국 이후 등장한 러시아 제국은 우크라이나 지역을 점령하고, 크림 반도로 향해 나아갔다. 튀르키예 지역은 오스만 제국이 지배하게 된다. 오스만 제국은 크림 반도를 러시아 제국으로부터 막기 위해서, 러시아 제국과 산발적인 전쟁을 치뤘다.
우크라이나-튀르키예 관계 상세
우크라이나와 튀르키예는 흑해를 같이 사용하는 지리적인 인접국으로서, 경제와 무역 분야에서 협력을 지속해왔다.
레제프 타이이프 에르도안 대통령은 볼로디미르 젤렌스키 대통령과 블라디미르 푸틴 대통령 간 평화 회담을 이스탄불에서 주선하는 등 중재자 역할을 해왔다. 또한 흑해 곡물 협정 체결에 기여함으로서, 러시아-우크라이나 전쟁에서 중재자로서 역할을 수행하였다.
튀르키예계 우크라이나인이 우크라이나에 거주하며, 우크라이나계 튀르키예인이 튀르키예에 거주 중이다.
에드가라스
에드가라스(리투아니아어: Edgaras)는 다음 사람을 가리킨다.
1993년 파카우네 반란
1993년 파카우네 반란(리투아니아어: 1993 Pakaunės maištas)은 1993년 여름 리투아니아 카우나스 근처에서 리투아니아 국방의용군(SKAT) 소속 약 150명의 남성과 리투아니아 정부군과 대치한 사건이다.
SKAT과 새로 선출된 좌익 리투아니아 민주노동당(LDDP) 사이에는 상호 불신이 있었다. 1993년 7월과 8월에 여러 SKAT 대원이 자신들의 보직을 버리고 무기를 들고 카우나스 근처의 숲 지역으로 후퇴했다. 사태는 9월에 정부가 SKAT 대원들에게 지정된 장소에 무기를 보관하라는 명령을 내리면서 고조되었다. 이 명령을 무기 몰수로 해석한 총 약 150명의 무장한 남성들이 료글리슈캬이 근처에 집결했다. 그들은 새로운 LDDP 정부에 대한 불신과 불만을 표출하고 사회적, 정치적 요구를 제기했다. 일주일간의 협상 끝에, 그들은 반란에 가담한 것에 대해 아무도 기소되지 않으면 원래 자리로 돌아가기로 합의했다.
1993년 파카우네 반란
사태는 평화롭게 종결되었지만, 이 교착 상태는 포스트 소비에트 리투아니아 초기의 가장 논쟁적이고 이해하기 어려운 에피소드 중 하나로 간주된다. 사회학자 제노나스 노르쿠스는 이 사건을 리투아니아 민주주의와 반공주의 및 전 공산주의 엘리트들 사이의 새로운 관계에 대한 "스트레스 테스트"로 평가했다. 이 교착 상태에 이어 1994년 11월 브라주올레 철교 폭파(사상자 없음)와 1997년 1월 승용차 폭파(SKAT 장교 유라스 아브로마비추스 사망)라는 두 가지 관련 미해결 폭탄 테러가 발생했다. 이 사건들은 여전히 논쟁 중에 있으며 수많은 이론과 음모론의 대상이 되고 있다. 리투아니아 정치적 우파는 이 사건의 뒤에 러시아 간첩이 있다고 주장하고 있으며 정치적 좌파는 보수주의자들을 지목하고 있다.
로렌초 코스타
로렌초 코스타(이탈리아어: Lorenzo Costa, 1460년~1535년 3월 5일)는 이탈리아의 화가이다.
로렌초 코스타 생애
그는 1460년 페라라에서 태어났으나, 20대 초반에 무렵 볼로냐로 이주했으며, 볼로냐 화파의 영향을 받았을 것으로 추정된다. 그러나 두 도시에서 모두 활동한 화가들이 많았기 때문에, 어떤 이들은 그를 페라라 화파의 후예로 보기도 한다. 그는 코즈메 투라에게서 수학했을 가능성도 있다.
1483년 그는 산 자코모 마조레 성당의 벤티볼리오 예배당 벽에 유명한 벤티볼리오 제단화와 다른 프레스코화를 그렸다. 그는 프란체스코 프란치아의 절친한 친구였으며, 프란치아는 그에게서 큰 영향을 받았다. 1509년 그는 만토바로 옮겨 프란체스코 2세 곤차가 후작과 이사벨라 데스테의 궁정 화가가 되었다. 그는 이사벨라 데스테의 공작 궁전 스투디오로를 위해 《이사벨라 데스테의 대관식 우화》(현재 루브르 박물관 소장)와 《코머스의 통치》라는 두 점의 신화적 회화를 그렸는데, 이 작품들은 만테냐의 드로잉을 바탕으로 한 것이었다.
로렌초 코스타 생애
그는 1535년 만토바에서 세상을 떠났다. 그의 아들 이폴리토와 지롤라모 역시 화가였으며, 지롤라모의 아들 로렌초 2세 역시 화가였다. 그와 함께 혹은 그의 지도 아래에서 활동한 동시대 화가들로는 코즈메 투라, 도소 도시, 루도비코 마졸리노, 로렌초 레온브루노, 니콜로 피사노 등이 있다.
라자 크리슈나무르티
수브라마니아 라자 크리슈나무르티(Subramanian Raja Krishnamoorthi, 1973년 7월 19일 ~ )은 미국의 정치인이다.
헥 반응
헥 반응(영어: Heck reaction) 또는 미조로키-헥 반응(영어: Mizoroki–Heck reaction)은 염기 및 팔라듐 촉매 존재 하에 불포화 할로젠화물 (또는 트라이플레이트)과 알켄의 화학 반응으로 치환된 알켄을 형성한다. 이 반응은 미조로키 쓰토무와 리처드 F. 헥의 이름을 따서 명명되었다. 헥은 이 반응의 발견과 개발로 네기시 에이이치 및 스즈키 아키라와 함께 2010년 노벨 화학상을 공동 수상했다. 이 반응은 다른 Pd(0) 촉매 교차 결합 반응에서 볼 수 있는 것과 동일한 Pd(0)/Pd(II) 촉매 주기를 따르는 탄소-탄소 결합 형성 반응의 첫 번째 예이다. 헥 반응은 알켄을 치환하는 방법이다.
헥 반응 역사
미조로키 쓰토무(1971)의 원본 반응은 120 °C (고압멸균)에서 아세트산 칼륨 염기와 염화 팔라듐 촉매를 사용하여 메탄올에서 아이오도벤젠과 스타이렌 사이의 짝지음을 통해 스틸벤을 형성하는 것을 설명한다. 이 연구는 아렌(Ar–H)과 알켄의 Pd(II) 매개 짝지음에 대한 후지와라(1967)의 초기 연구와 화학량론적인 양의 팔라듐(II) 종을 사용하여 아릴수은 할로젠화물(ArHgCl)과 알켄의 짝지음에 대한 헥(1969)의 초기 연구의 확장이다.
1972년 헥은 미조로키의 발표를 인정하고 독립적으로 발견한 연구를 자세히 설명했다. 헥의 반응 조건은 촉매(아세트산 팔라듐), 촉매 로딩(0.01 eq.), 염기(입체적으로 방해받는 아민), 용매 부재 측면에서 다르다.
1974년 헥은 포스핀 리간드가 반응을 촉진한다는 것을 보여주었다.
헥 반응 촉매 및 기질
이 반응은 팔라듐 착물에 의해 촉매된다. 일반적인 촉매 및 전구체 촉매에는 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0), 염화 팔라듐, 아세트산 팔라듐(II)이 있다. 일반적인 지지 리간드는 트리페닐포스핀, PHOX, BINAP이다. 일반적인 염기는 트라이에틸아민, 탄산 칼륨, 아세트산 나트륨이다.
아릴 친전자체는 할로젠화물(Br, Cl) 또는 트라이플레이트뿐만 아니라 벤질기 또는 바이닐기 할로젠화물일 수 있다. 알켄은 적어도 하나의 sp2-C-H 결합을 포함해야 한다. 전자를 끄는 치환체는 반응을 강화하므로 아크릴레이트가 이상적이다.