بالنسبة للكيميائي التركيبي، فإن الجزيئات المعقدة في الطبيعة جميلة مثل أي من إبداعاتها الأخرى. يعتمد إدراك هذا الجمال على فهم البنى الكيميائية وتحولاتها، وكما هو الحال مع عمل فني ثمين، يتعمق مع دراسة الموضوع، ربما حتى إلى مستوى يقترب من الرومانسية.
Elias James "E.J." Corey هو كيميائي عضوي أمريكي. في عام 1990، فاز بجائزة نوبل في الكيمياء "لتطويره نظرية ومنهجية التخليق العضوي"، وخاصة التحليل الاستكشافي. يعتبره الكثيرون أحد أعظم الكيميائيين الأحياء، فقد طور العديد من الكواشف التركيبية والمنهجيات والتخليقات الكلية وقد طور بشكل كبير علم التخليق العضوي.
السيرة الذاتية
E.J. Corey اسم العائلة تم تأميركتهُ من الكلمة اللبنانية العربية Khoury، التي تعني كاهن، وُلد لمهاجرين لبنانيين أرثوذكسيين يونانيين في Methuen ، Massachusetts ، على بعد 50 كم 31 ميل شمال Boston. غيرت والدته اسمه إلى "Elias" تكريماً لوالده، الذي توفي بعد ثمانية عشر شهراً من ميلاد Corey. عاشت والدته الأرملة وأخوه وأختاه وعمته وعمه جميعاً معاً في منزل واسع، يكافحون خلال الكساد الكبير. كان Corey في طفولته مستقلاً واستمتع برياضات مثل البيسبول وكرة القدم والمشي لمسافات طويلة. التحق بمدرسة ابتدائية كاثوليكية و Lawrence High School في Lawrence ، Massachusetts.
في سن السادسة عشرة دخل Corey معهد MIT، حيث حصل على درجة البكالوريوس في عام 1948 ودرجة الدكتوراه تحت إشراف البروفيسور John C. Sheehan في عام 1951. عند دخوله MIT، كانت تجربة Corey الوحيدة في العلوم في الرياضيات، وبدأ حياته الجامعية بمتابعة درجة في الهندسة. بعد فئته الأولى في الكيمياء في سنته الثانية بدأ في إعادة التفكير في خطط حياته المهنية طويلة الأجل وتخرج بدرجة البكالوريوس في الكيمياء. بعد ذلك مباشرة، بدعوة من البروفيسور John C. Sheehan، بقي Corey في MIT لدراسة الدكتوراه. بعد دراسته العليا تم عرض عليه تعيين في جامعة University of Illinois at Urbana–Champaign، حيث أصبح أستاذاً كاملاً في الكيمياء في عام 1956 في سن السابعة والعشرين. تم قبوله كعضو في فصل Zeta من Alpha Chi Sigma في جامعة University of Illinois في عام 1952. في عام 1959، انتقل إلى جامعة Harvard University، حيث هو حالياً أستاذ فخري للكيمياء العضوية مع برنامج بحثي نشط في Corey Group. اختار العمل في الكيمياء العضوية بسبب "جمالها الجوهري وأهميتها الكبيرة للصحة البشرية". كما عمل مستشاراً لـ Pfizer لأكثر من 50 سنة.
من بين الأوسمة العديدة، حصل Corey على الميدالية الوطنية للعلوم في عام 1988، وجائزة نوبل في الكيمياء في عام 1990، وأعظم وسام من جمعية الكيمياء الأمريكية، ميدالية Priestley، في عام 2004.
المساهمات الرئيسية
الكواشف
طور Corey عدة كواشف تركيبية جديدة:
- PCC كلوروكرومات البيريدينيوم، يُشار إليه أيضاً باسم كاشف Corey-Suggs، يُستخدم على نطاق واسع في أكسدة الكحولات إلى الكيتونات والألدهيدات المقابلة. يتمتع PCC بعدة مميزات على غيره من الأكسدات التجارية.
أحد هذه المميزات هو أن المركب متاح كمادة صلبة صفراء مستقرة في الهواء وليست امتصاصية جداً للرطوبة. بخلاف وكلاء الأكسدة الأخرى، يمكن لـ PCC إجراء أكسدة واحدة بمعادل تقريبي 1.5 فقط scheme 1. يقوم الكحول بهجوم نيوكليوفيلي على معدن الكروم الموجب الكهربائي VI مزيحاً الكلور. يعمل أنيون الكلوريد بعد ذلك كأساس لإعطاء منتج الألدهيد وكروم IV. الطبيعة الحمضية قليلاً من PCC تجعله مفيداً لتفاعلات الحلقية مع الكحولات والألكينات Scheme 2.
تؤدي الأكسدة الأولية إلى الألدهيد المقابل، والذي يمكن بعد ذلك أن يخضع لتفاعل Prins مع الألكين المجاور. بعد الحذف والأكسدة الإضافية، يكون المنتج كيتون حلقي. إذا كان هذا المنتج غير مرغوب فيه، يمكن استخدام أسيتات الصوديوم المسحوقة كعازل لتحقيق الأكسدة الأولية فقط. قوة PCC كعامل أكسدة جعلتها مفيدة أيضاً في مجال التخليق الكلي Scheme 3. يوضح هذا المثال أن PCC قادر على إجراء إعادة ترتيب Dauben الأكسديّة مع الكحولات الثلاثية من خلال إعادة ترتيب σ.
- أثير ثنائي ميثيل بوتيل السيليكون TBS، أثير ثلاثي الأيزوبروبيل السيليكون TIPS، وأثير ميثوكسي إيثوكسي ميثيل MEM: هي مجموعات حماية الكحول الشهيرة. سمح تطوير مجموعات الحماية هذه بتخليق عدة منتجات طبيعية لم تكن لديها توافق مجموعة وظيفية لتحمل التحولات الكيميائية القياسية. على الرغم من أن المجتمع التركيبي يتحرك الآن بعيداً عن استخدام مجموعات الحماية، فمن النادر جداً أن تحذف مركبة طبيعية منشورة منهم. منذ عام 1972 أصبحت مجموعة TBS أكثر مجموعات حماية السيليكون شيوعاً. TBS مستقرة على الرومات المركبة والمتحركة بدرجة كافية للانقسام تحت ظروف أساسية وحمضية. والأهم من ذلك، أن أثيرات TBS مستقرة لبعض النيوكليوفيلات الكربونية مثل كواشف Grignard والإنولات.
في مجال تخليق الجزيئات المعقدة، استُخدم TBS على نطاق واسع باعتباره واحداً من أكثر مجموعات الحماية القائمة على السيليكون تنوعاً scheme 4. يوفر استخدام CSA الإزالة الانتقائية لأثير TBS الأساسي في وجود أثير TBS الثالثي وأثيرات TIPS. تشمل الوسائل الأخرى لإزالة حماية TBS الأحماض والأحماض Lewis أيضاً، والفلوريدات. كما ابتكر Corey مجموعات حماية TIPS وتوفر زيادة انتقائية لحماية الكحول الأساسي على الكحولات الثانوية والثالثية. أثيرات TIPS أكثر استقراراً تحت الظروف الحمضية والأساسية، العيب من مجموعة الحماية هذه على أثيرات TBS يكون أن المجموعة أقل قابلية للانقسام للإزالة. الكواشف الأكثر شيوعاً المستخدمة للانقسام تستخدم نفس الظروف مثل أثير TBS، لكن أوقات التفاعل الأطول عموماً مطلوبة.
عادة ما يتم قطع أثيرات TBS بواسطة TBAF، لكن أثير TBS المعيق أعلاه يبقى تحت ظروف التفاعل عند إزالة TIPS الأساسي scheme 5. تم وصف مجموعة حماية MEM لأول مرة بواسطة Corey في عام 1976. هذه مجموعة الحماية متشابهة في التفاعلية والاستقرار لأثيرات ميثيل الألكوكسي الأخرى تحت الظروف الحمضية. يتم إجراء انقسام مجموعات حماية MEM عادة تحت ظروف حمضية، لكن التنسيق مع هاليدات المعادن يعزز بشكل كبير القابلية للانقسام عبر الانقسام المساعد scheme 6.
- تم ابتكار ثنائي ثيانات 1,3 بواسطة E.J. Corey في عام 1965 كتعديل مؤقت لمجموعة كربونيل في تفاعلات الإزاحة والإضافة. كان تكوين ثنائي ثيان هو التطوير الأولي الذي أدخل كيمياء Umpolung ويُستخدم على نطاق واسع لعكس التفاعلية. يمكن تحقيق تشكيلات ثنائي ثيان باستخدام حمض Lewis scheme 7 أو مباشرة من المركبات الكربونيلية.
يبلغ pKa لثنائي ثيان حوالي 30، مما يسمح بإزالة البروتون باستخدام كاشف ألكيل ليثيوم، عادة n-بوتيل ليثيوم. يُعرف التفاعل مع ثنائي ثيان والألدهيدات الآن باسم تفاعل Corey-Seebach. يعمل ثنائي ثيان بعد إزالة البروتون كأنيون أسيل يُستخدم للهجوم على الإلكتروفيلات الواردة. بعد إزالة حماية ثنائي ثيان، عادة بـ HgO، يُلاحظ منتج كيتون من أنيون ثنائي ثيان الأسيل المقنع. قد وسّع الفائدة من هذه التفاعلات مجال التخليق العضوي بالسماح للكيميائيين التركيبيين باستخدام قطع Umpolung في التخليق الكلي scheme 8. يُستخدم ثنائي ثيان 1,3 أيضاً كمجموعات حماية للمركبات الكربونيلية مما يعبر عن تنوع واستخدام هذه المجموعة الوظيفية.
- بالإضافة إلى ذلك، بدأ Corey دراسات مفصلة حول حلقيات كاتيونية بوليوليفين المستخدمة في الإنتاج الإنزيمي للكوليسترول من تيربينات نباتية أبسط. حدد Corey تفاصيل عملية الحلقية الرائعة من خلال دراسة التخليق البيولوجي للستيرولات من السكوالين أولاً.
المنهجية
أصبحت عدة تفاعلات طورها مختبر Corey شائعة في الكيمياء العضوية التركيبية الحديثة. تم تطوير ما لا يقل عن 302 طريقة في مجموعة Corey منذ عام 1950. تم تسمية عدة تفاعلات باسمه:
- تفاعل Corey-Itsuno الاختزال، المعروف أيضاً باسم تفاعل Corey-Bakshi-Shibata الاختزال، هو اختزال غير متماثل الكيتونات إلى الكحولات باستخدام محفز أوكسازابوروليدين وبورانات مختلفة كمادة الاختزال. أوضحت مجموعة Corey أولاً تخليق المحفز باستخدام البوران والأمينوكحولات اليدوية. يستخدم التفاعل حمض أميني يدوي البرولين وفي وجود البوران يؤدي إلى محفز CBS scheme 9.
لاحقاً، أوضح Corey أن البورانات المعدلة كانت أسهل في التحضير وأكثر استقراراً بكثير. يبدأ آلية الاختزال مع أكسازابوروليدين كونه أساسياً قليلاً فقط في، يتنسق مع البوران المنتظر لمركب بوران الأمين scheme 10. نقص الاستقراء من النيتروجين إلى البوران يزيد من حموضته Lewis، مما يسمح بالتنسيق مع ركيزة الكيتون. يحدث التعقيد الركائزي من الزوج الوحيد الأكثر سهولة للأكسجين مما يؤدي إلى تقييد الدوران حول رابطة B-O بسبب مجموعة الفينيل المجاورة الصريحة.
يحدث هجرة الهيدريد من البوران إلى مركز الكيتون الإلكتروفيلي عبر حالة انتقالية ذات 6 أعضاء، مما يؤدي إلى وسيط حلقي رباعي الأعضاء مما يوفر في النهاية المنتج اليدوي وتجديد المحفز. كان التفاعل مفيداً أيضاً للكيميائيين الناتجين عن المنتجات الطبيعية scheme 11. تم تحقيق تخليق dysidiolide بواسطة Corey والمتعاونين من خلال اختزال CBS غير متماثل الاستخدام باستخدام مركب بوران - ثنائي ميثيل كبريتيد.
- تخليق Corey-Fuchs الألكين هو تخليق الألكينات النهائية من خلال تجانس كربون واحد للألدهيدات باستخدام ثلاثي فينيل فوسفين ورابع كلوريد الكربون. الآلية مشابهة لتفاعل Wittig من خلال تكوين يليد الفوسفور مع ثلاثي فينيل فوسفين ورابع كلوريد الكربون. يؤدي التفاعل مع يليد الفوسفور مع ركيزة الألدهيد إلى ثنائي بروموولفين.
عند المعاملة بمعادلتين من n-buLi، يؤدي تبادل الليثيوم الهالوجين وإزالة البروتون إلى نوع أسيتيليد الليثيوم الذي يخضع لانحلال الماء ليعطي منتج الألكين النهائي scheme 12. مؤخراً، تم تطوير تخليق وعاء واحد باستخدام إجراء معدل. ثبت أن هذا التحويل التركيبي ناجح في التخليق الكلي +-taylorione بواسطة W.J. Kerr والمتعاونين scheme 13.
- أكسدة Corey–Kim كانت تحويل تم تطويره حديثاً لتحويل الكحولات إلى الألدهيدات والكيتونات المقابلة. توفر هذه العملية بديلاً أقل سمية لأكسدات الكروم القائمة على استخدام N-chlorosuccinimidosulfonium chloride NCS، dimethylsulfide DMS، و triethylamine TEA. يتم تشكيل كاشف Corey-Kim في الموقع عند تفاعل NCS و DMS لتشكيل نوع dimethylsuccinimidosulfonium chloride scheme 14.
يتم إزالة البروتون من ملح الألكوكسي السلفونيوم في موضع ألفا مع ثلاثي إيثيل أمين لإعطاء المنتج المؤكسد. يتوافق التفاعل مع مجموعة واسعة من المجموعات الوظيفية، لكن الكحولات الأليليّة والبنزيليّة عادة ما تتحول إلى كلوريدات أليليّة وبنزيليّة. يعتمد تطبيقه في التخليق على ظروف البروتوكول المعتدلة وتوافق المجموعات الوظيفية والحماية. في التخليق الكلي لـ ingenol، استغل Kuwajima والمتعاونون أكسدة Corey-Kim بالأكسدة الانتقائية للكحولات الثانوية الأقل تعقيداً scheme
