후지와라-모리타니 반응

유기화학에서 후지와라-모리타니 반응()은 방향족 C-H 결합이 올레핀 C-H 결합에 직접 짝지어 새로운 C-C 결합을 생성하는 짝지음 반응의 한 종류이다. 이 반응은 일반적으로 팔라듐과 같은 전이 금속 존재하에 수행된다. 이 반응은 1967년 후지와라 유조와 모리타니 이치로에 의해 발견되었다. 이 반응이 촉매적으로 진행되려면 외부 산화제가 필요하다. 따라서 이 반응은 C-H 활성화 반응, 산화성 헥 반응, C-H 올레핀화 반응으로 분류될 수 있다. 놀랍게도 후지와라-모리타니 반응은 헥 반응보다 먼저 발견되었다.

이 반응에서는 어떤 구성 요소의 사전 기능화도 필요하지 않다는 점에서 바람직한데, 이는 합성을 단축하고 원자 경제적인 경로를 제공하며 복잡한 분자의 후기 단계 기능화를 가능하게 하기 때문이다. 후지와라-모리타니 변형의 잠재력에도 불구하고 대부분의 작용기가 견딜 수 없는 산성, 산화성, 고온 조건과 같은 일반적으로 가혹한 반응 조건으로 인해 유기화학자들은 이 반응을 자주 활용하지 않는다.

 메커니즘 
섬네일|322x322px|그림 1: 후지와라-모리타니 반응의 메커니즘
후지와라-모리타니 반응의 메커니즘은 완전히 이해되지 않았다. 가장 널리 받아들여지는 메커니즘은 그림 1과 같다. 이 과정은 프리델-크래프츠 반응 또는 협동적인 탈양성자 금속화 과정을 통해 팔라듐-아릴 양이온 복합체가 형성되면서 시작되며, 이때 아세트산을 제거하여 팔라듐-아릴 종을 생성한다. 그런 다음 올레핀이 팔라듐에 배위되어 1,2-자리옮김 삽입을 거쳐 C-C 결합을 형성한다. 이어서 베타-수소 제거가 스티렌형 생성물과 팔라듐 수소화물 종을 생성한다. 아세트산염에 의한 이 팔라듐(II) 종의 탈양성자화(즉, H-OAc 쌍의 환원적 제거)는 팔라듐(0)을 생성하며, 이는 Cu(II)와 같은 산화제 존재하에 팔라듐(II)으로 재산화되어 촉매 주기를 다시 한 번 거칠 수 있다.

 산업적 예시 
우베 공업은 1982년에 처음으로 후지와라-모리타니 반응의 산업적 적용에 성공했다. 촉매량의 팔라듐 아세테이트 존재하에 디메틸 프탈레이트는 바이아릴 종으로 직접 전환되었고, 이어서 탈수되어 폴리이미드 중합체의 전구체인 비프탈산 무수물을 생성했다. 대칭형 또는 비대칭형의 두 가지 잠재적인 바이아릴 생성물이 있는데, 이들은 리간드 제어를 통해 어느 한 형태의 선택적 합성을 달성했다.


 최신 예시 
후지와라-모리타니 반응의 원래 조건이 실용적이지는 않지만, 이 반응은 이후 개발된 다른 변형의 가능성을 보여주었다는 점에서 상당한 중요성을 지닌다. 최근의 발전은 후지와라-모리타니 반응의 메커니즘을 어느 정도 밝혀냈고, 이는 복잡한 기질에서 유사한 변형을 가능하게 하는 새로운 시스템의 개발을 허용했다.

전체 합성에서 후지와라-모리타니 반응의 초기 사례 중 하나는 무라카미 그룹의 클라비시픽산의 거울상 선택적 전합성에서 발견된다. 그들은 4-브로모 인돌과 보호된 탈수 알라닌을 짝짓기 위해 화학량론적 아세트산 팔라듐을 사용했다. 특히, 아릴 브로마이드는 반응 조건에서 살아남아 직교 C-H 올레핀화 기술을 활용할 수 있었다. 이할로겐화된 인돌을 사용한 기존의 짝지음 방법에는 입체 선택성 문제가 있었던 반면, C3 및 C4 위치의 구별이 이제 가능해졌다.


파그누 그룹은 구리 산화제를 사용하여 팔라듐 촉매 작용으로 인돌의 직접적인 C-H 아릴화가 가능함을 보여주었다. 이 반응은 고온, 산성 용매 및 많은 양의 짝지음 파트너를 필요로 하지만, 선택적이고 직접적인 헤테로 아릴-아릴 짝지음의 시연은 주목할 만하다.


유 그룹은 아릴 카르복실산이 아릴 C-H 결합을 통해 올레핀에 직접 짝지어지는 아릴 C-H 올레핀화 반응을 개발했다. 그들은 또한 그들의 방법론을 (+)-리토스페름산의 전합성에 적용했다. 두 짝지음 파트너의 복잡성에도 불구하고 제품 수율은 93%에 달한다. 이는 C-H 올레핀화가 역합성을 단순화하고 이 복잡한 천연물의 수렴 합성을 보여주는 가장 좋은 예시 중 하나이다. border|frameless|445x445px

립슈츠 그룹은 물을 용매로 사용하고 외인성 산의 필요성을 없애는 반응 조건을 개발함으로써 후지와라-모리타니 반응의 조건을 극적으로 개선했다. 기질 범위가 p-메톡시 아릴 종으로 제한되지만, 립슈츠의 보고서는 후지와라-모리타니 반응이 더 온화한 조건에서 수행될 수 있음을 시사했다.


 내용주 

 참조주 

분류:탄소-탄소 결합 형성 반응
분류:인명 반응
분류:짝지음 반응