Sentetik bir kimyager için, doğanın karmaşık molekülleri, diğer yaratımlarından herhangi biri kadar güzeldir. Bu güzelliğin algılanması, kimyasal yapılar ve bunların dönüşümlerinin anlaşılmasına bağlıdır ve değerli bir sanat eserine benzer şekilde, konu incelendikçe derinleşir, belki de romantizme yaklaşan bir seviyeye kadar.
Elias James "E.J." Corey, Amerikalı organik kimyagerdır. 1990 yılında, "organik sentezin teorisi ve metodolojisinin geliştirilmesi" için, özellikle retrosenteretik analiz için Nobel Kimya Ödülü kazanmıştır. Birçok kişi tarafından yaşayan en büyük kimyagerlerden biri olarak kabul edilen Corey, çok sayıda sentetik reaktif, metodoloji ve tam sentez geliştirmiş ve organik sentez bilimini önemli ölçüde ilerlettmiştir.
Biyografi
E.J. Corey'nin soyadı, Lübnanlı Arapça Khoury'den, yani rahip anlamına gelen, İngilizceye çevrilmiştir ve Lübnanlı Yunan Ortodoks Hıristiyan göçmenlere Boston'un kuzeyinde 50 km 31 mil uzaklıkta bulunan Methuen, Massachusetts'te doğmuştur. Annesi, Corey'nin doğumundan on sekiz ay sonra ölen babasının onuruna adını "Elias" olarak değiştirmiştir. Dul kalan annesi, kardeşi, iki kız kardeşi, teyzesi ve amcası hep birlikte geniş bir evde yaşamış, Büyük Buhran'ı zorlukla atlatmışlardır. Küçük bir çocuk iken Corey bağımsızdı ve beyzbol, futbol ve yürüyüş gibi spor türlerini seviyordu. Bir Katolik ilkokul ve Lawrence, Massachusetts'teki Lawrence Lisesi'ne devam etmiştir.
16 yaşında Corey MIT'ye girdi, burada 1948'de lisans derecesini ve Profesör John C. Sheehan'ın danışmanlığında 1951'de doktorasını aldı. MIT'ye girdikten sonra, Corey'nin bilimle ilgili tek deneyimi matematik alanındaydı ve üniversite kariyerine mühendislik derecesi peşinde girerek başladı. İkinci yılında ilk kimya dersinden sonra uzun vadeli kariyer planlarını yeniden düşünmeye başladı ve kimya lisans derecesiyle mezun oldu. Hemen ardından, Profesör John C. Sheehan'ın davetiyesiyle, Corey MIT'de doktora eğitimi için kaldı. Lisansüstü kariyerinden sonra, Illinois'teki Urbana–Champaign Üniversitesi'nde atama önerildi ve 27 yaşındayken 1956'da kimya profesörü oldu. 1952'de Illinois Üniversitesi'ndeki Alpha Chi Sigma'nın Zeta şubesinin üyesi olarak kabul edildi. 1959'da Harvard Üniversitesi'ne taşındı; burada halen aktif bir Corey Grubu araştırma programı ile organik kimya emekli profesörüdür. Organik kimyada çalışmayı seçme nedeni "onun doğasında var olan güzelliği ve insan sağlığına olan büyük alaka" idi. Ayrıca 50 yıldan fazla süredir Pfizer'e danışman olmuştur.
Çok sayıda onurlandırma arasında, Corey'ye 1988'de Ulusal Bilim Madalyası, 1990'da Nobel Kimya Ödülü ve Amerikan Kimya Toplumu'nun en büyük onuru olan 2004'te Priestley Madalyası verilmiştir.
Temel katkılar
Reaktifler
Corey birkaç yeni sentetik reaktif geliştirmiştir:
- PCC piridiniyum klorkromat, aynı zamanda Corey-Suggs reaktifi olarak da anılan bu madde, alkoller oksidasyonunda karşılık gelen ketonlara ve aldehitlere yaygın şekilde kullanılmaktadır. PCC, diğer ticari oksidanlardan birkaç avantaja sahiptir.
Bu avantajlardan biri, bileşiğin çok higroskopik olmayan hava-kararlı sarı bir katı olarak bulunabilmesidir. Diğer oksidleyen ajanların aksine, PCC sadece yaklaşık 1,5 eş değer şema 1 ile tek oksidasyonlar gerçekleştirebilir. Alkol, elektropozitif kromyum VI metale nükleofil saldırı gerçekleştirerek kloru yer değiştirir. Klorid anyonu daha sonra aldehit ürünü ve kromyum IV elde etmek için bir baz olarak görev yapar. PCC'nin hafif asidik karakteri, onu alkol ve alkenlerle siklizasyon reaksiyonları için faydalı yapar Şema 2.
İlk oksidasyonun karşılık gelen aldehit verimi, daha sonra komşu alken ile bir Prins reaksiyonundan geçebilir. Eliminasyon ve daha fazla oksidasyondan sonra, ürün döngüsel bir ketondir. Bu ürün istenmediyse, yalnızca ilk oksidasyonu elde etmek için tozlanmış sodyum asetat tampon olarak kullanılabilir. PCC'nin bir oksidleyen ajan olarak sağlamlığı, bunu toplam sentez alanında da faydalı kılmıştır Şema 3. Bu örnek, PCC'nin bir σ-sigmatropic rearrangement yoluyla üçüncül alkoller ile bir Dauben oksidasyon rearrangement'ı gerçekleştirmeye yetkin olduğunu göstermektedir.
- t-Butildimetilsilil eter TBS, triizopropilsilil eter TIPS ve metoksietoksi metil MEM: popüler alkol koruyucu gruplarıdır. Bu koruyucu grupların geliştirilmesi, standart kimyasal dönüşümlere dayanacak fonksiyonel grup uyumluluğu olmayan birkaç doğal ürünün sentezini sağlamıştır. Sentetik topluluk şu anda koruyucu grupların kullanımından uzaklaşsa da, bir doğal ürünün yayınlanmış sentezinin onları atlayan olması nadirdir. 1972'den itibaren TBS grubu en popüler silikon koruyucu grup haline gelmiştir. TBS kromatografiye kararlıdır ve temel ve asidik koşullar altında ayrılmaya yeterince labildir. Daha önemlisi, TBS eterler Grignard reaktifleri ve enolat gibi bazı karbon nükleofillere kararlıdır.
Karmaşık molekül sentezi alanında, TBS silikon tabanlı koruyucu grupların en çok yönlü olanlarından biri olarak yaygın şekilde kullanılmıştır Şema 4. CSA'nın kullanılması, birincil TBS eterinin üçüncül TBS eter ve TIPS eterlerin varlığında seçici olarak çıkarılmasını sağlar. TBS korumasının kaldırılmasının diğer yolları, asitler ayrıca Lewis asitleri ve floridler içerir. TIPS koruyucu grupları da Corey tarafından öncü olmuş ve birincül alkol korumasının ikincil ve üçüncül alkol korumasına kıyasla artan seçiciliğini sağlar. TIPS eterler asidik ve temel koşullar altında daha kararlıdır; bu koruyucu grubun TBS eterlerine kıyasla dezavantajı, grubun korumanın kaldırılması için daha az labil olmasıdır. Kullanılan en yaygın reaktifler TBS ether ile aynı koşulları kullanır, ancak genel olarak daha uzun reaksiyon süreleri gereklidir.
Genellikle TBS eterler TBAF tarafından kesilir, ancak yukarıdaki engelli TBS ether, birincil TIPS çıkarılması sırasında reaksiyon koşullarını şema 5'te taşır. MEM koruyucu grup ilk olarak 1976'da Corey tarafından tanımlanmıştır. Bu koruyucu grup, asidik koşullar altında diğer alkoksi metil eterlerine benzer reaktivite ve istikrar göstermektedir. MEM koruyucu gruplarının temizlenmesi genellikle asidik koşullar altında gerçekleştirilir, ancak metal halitler ile koordinasyon, asistte desteklenen temizleme yoluyla labiliteyi büyük ölçüde artırır Şema 6.
- 1,3-Ditiyanlar 1965'de E.J. Corey tarafından yer değiştirme ve ekleme reaksiyonlarında bir karbonil grubunun geçici bir modifikasyonu olarak öncü olmuştur. Ditian formasyonu, Umpolung kimyasını tanıtan ve reaktivite inversiyon için yaygın şekilde kullanılan ilk gelişme olmuştur. Ditiyanların formasyonu, bir Lewis asidi Şema 7 ile veya doğrudan karbonil bileşiklerinden gerçekleştirilebilir.
Ditiyanların pKa'sı yaklaşık 30'dur ve alkil litiyum reaktifi, tipik olarak n-butillitiyum ile deprotonasyon sağlar. Ditian ve aldehitler ile reaksiyon şu anda Corey-Seebach reaksiyonu olarak bilinmektedir. Deprotone edilen ditian, gelen elektrofililer için saldırı yapan bir asil anyonu olarak görev yapar. Ditianın korumasının kaldırılmasından sonra, genellikle HgO ile, maskelenmiş asil ditian anyonundan bir keton ürünü gözlenir. Bu tür reaksiyonların faydası, sentetik kimyagerlere toplam sentezde Umpolung bağlantılarını kullanmalarına izin vererek organik sentez alanını genişletmiştir Şema 8. 1,3-ditiyanlar ayrıca karbonil bileşikleri korumak için koruyucu gruplar olarak da kullanılmakta; bu fonksiyonel grubun çok yönlülüğünü ve faydacılığını ifade etmektedir.
- Ek olarak, Corey, daha basit bitki terpenleri tarafından kolesterol'ün enzimatik üretiminde kullanılan katyonik poliolefin siklizasyonları üzerine ayrıntılı çalışmalar başlatmıştır. Corey, skualen'den sterolfların biyolojik sentezini inceleyerek, bu dikkate değer siklizasyon sürecinin ayrıntılarını belirlemiştir.
Metodoloji
Corey'nin laboratoruasında geliştirilen birkaç reaksiyon, modern sentetik organik kimyada yaygın hale gelmiştir. 1950'den itibaren Corey grubu tarafından en az 302 yöntem geliştirilmiştir. Birkaç reaksiyonun adı Corey'den yapılmıştır:
- Corey-Itsuno indirgeme, aynı zamanda Corey-Bakshi-Shibata indirgeme olarak da bilinmektedir, bir oksazoborolidin katalizörü ve çeşitli boranları stokiyometrik indirleyici olarak kullanan ketonların alkolollara enantiyoselektif indirgemesidir. Corey grubu, katalizörün borane ve kiral aminoalkoller kullanarak sentezini ilk olarak göstermiştir. Reaksiyon kiral amino asit prolinil kullanır ve borane'in varlığında CBS katalizörüne Şema 9'a yol açar.
Daha sonra Corey, ikame yapılmış boranların hazırlanmasının daha kolay ve çok daha kararlı olduğunu göstermiştir. İndirgemesi mekanizması, oksazoborolidin'in boron amin kompleksscheme 10 stoikiometrik borane ile koordine edilerek yalnızca hafif bazik başlayıp başlar. Nitrojenden borna'ya yetersiz donasyon, ketonun substratı ile koordine etmesine izin vererek Lewis asiditesini artırır. Substratın kompleksleşmesi, oksijen'in en erişilebilir yalnız çiftinden meydana gelir ve sterik komşu fenil grubu nedeniyle B-O bağı etrafında döndürme kısıtlı hale gelir.
Boran'dan elektrofilik keton merkezine hidridin göçü, 6-üyeli halka geçiş durumunun yoluyla meydana gelir; bu, dört üyeli halka ara ürünü sağlar ve nihai olarak kiral ürün ve katalizörün yeniden oluşturulmasını sağlar. Reaksiyon, doğal ürünler kimyagerlerine de büyük fayda sağlamıştır Şema 11. Corey ve meslektaşları tarafından dysidiolide'in sentezi, bir boran-dimetilsülfid kompleksi kullanan enantiyoselektif CBS indirgeme yoluyla elde edilmiştir.
- Corey-Fuchs alkin sentezi, trifenil fosfin ve karbon tetrabromür kullanan aldehitlerin bir karbon homologasyonu yoluyla terminal alkinlerin sentezi yoludur. Mekanizma, trifenil fosfin ve karbon tetrabromür ile bir fosfor ylid oluşturulmasının yoluyla Wittig reaksiyonunun mekanizmasına benzerdir. Fosfor ylidin aldehit substratı ile reaksiyonu bir dibromoolefin ürün verir.
n-BuLi'nin iki eş değeri ile muamele üzerine, litiyum halojen değişimi ve deprotonasyon bir litiyum acetilid türü ürün verir; bu, hidroliz altında terminal alkin ürünü verir Şema 12. Daha yakın zamanda, değiştirilmiş bir prosedür kullanan bir pot sentezi geliştirilmiştir. Bu sentetik dönüşüm, W.J. Kerr ve meslektaşları tarafından toplam sentezde başarılı olmuştur +-taylorione Şema 13.
- Corey–Kim oksidasyonu, alkoller'in karşılık gelen aldehitlere ve ketona dönüşümü için yeni geliştirilen bir dönüşümdür. Bu süreç, N-klorosüksinimidosülfoniyum klorür NCS, dimetilsülfid DMS ve triethylamine TEA'nın kullanılmasının yoluyla kromumo tabanlı oksidasyonlara daha az toksik bir alternatif sunmaktadır. Corey-Kim reaktifi, NCS ve DMS, dimetilsüksinimidosülfoniyum klorür türü oluşturmak için reaksiyonlandığında situ içinde oluşur Şema 14.
Alkoksi sülfoniyum tuzu, triethylamine ile alfa pozisyonunda deprotone edilerek oksidize edilen ürünü sağlar. Reaksiyon çok çeşitli fonksiyonel gruplara uyar, ancak alilk ve benzilk alkoller tipik olarak alilk ve benzilk kloritler'e dönüştürülür. Sentezdeki uygulaması, hafif protokol koşullarına ve fonksiyonel ve koruyucu grup uyumluluğuna dayanmaktadır. Ingenol'in toplam sentezinde, Kuwajima ve meslektaşları Corey-Kim oksidasyonunu, daha az engelli ikincil alkoller'i seçici olarak oksidize ederek Şema 15'te istismar etmişlerdir.
- Corey-Winter olefinasyonu, 1,2-diol substratt, tiokarbonildiimidazol ve fazla trialkilfosfiti içeren alkenler için stereoselektif bir dönüşümdür. Mekanizması iki olası yola daraltılmış, ancak tam mekanizması bilinmemektedir. Spesifik olarak, tiononkarbonat ve trialkilfosfiti arasındaki reaksiyon, bir fosfor ylid türü veya bir karbenoid ara ürünün oluşumu yoluyla ilerler. Yine de, reaksiyon çoğu substrat için stereoselektiftir; ancak ürün aşırı derecede gergin bir yapı oluşturduğunda değildir. Corey ve meslektaşları tarafından 7-üyeli halkalarda mevcut olan sterik olarak engelli trans alkenler oluşturma girişimi yapılmıştır, ancak bu yeni sentetik metodoloji kullanılmasına rağmen başarısız olmuştur; bu, muazzam halka gerginliğini ortaya çıkarmıştır. Daha önemlisi, stereoselektif alkenler, metodun, bir dizi karmaşık substrat elde etmek için istismar edilmeye devam ederken birkaç doğal üründe mevcuttur. Profesör T.K.M Shing et al., +-Boesenoxide'i sentezlemek için Corey-Winter olefinasyonu reaksiyonunu kullanmıştır Şema 16.
- CBS enantiyoselektif Diels-Alder reaksiyonu, enantiyoselektif CBS indirgeme'ye benzer bir iskele kullanılarak geliştirilmiştir. Bu reaksiyonun geliştirilmesinden sonra CBS reaktifi bir dizi güçlü sentetik dönüşüm için çok yönlü bir reaktif olduğunu kanıtlanmıştır. CBS katalizörü gibi bir kiral Lewis asidinin kullanılması, geniş çeşitli doymuş olmayan enon substratlı'ı içerir. Reaksiyon muhtemelen, yüksek enantiyoyla zengin ürünleri sağlayan, yüksek organize edilmiş 6-üyeli halka ön-geçiş durumu yoluyla ilerler Şema 17.
Bu geçiş durumu muhtemelen fenil ikamesi ile uygun pi-istifleme nedeniyle meydana gelir. Sürecin enantiyoselektivitesi, diene'nin fenil ikamesinin ters yüzünden dienofil'e yaklaştığından kolaylaştırılmıştır. Diels-Alder reaksiyonu, sentetikteki en güçlü dönüşümlerden biridir
