Bu bölüm, terminal alkınların oksidatif dimerizasyonuyla simetrik diyinlerin sentezlenmesinde kullanılan **Glaser-Sondheimer-Chokiewicz Coupling** reaksiyonunu kapsar. Bu reaksiyon, aslında 1869'da Carl Glaser tarafından keşfedilen orijinal yöntemin, 1950'lerde Franz Sondheimer ve Edward Chokiewicz tarafından geliştirilmiş ve optimize edilmiş bir versiyonudur. Özellikle makrosiklik diyinik bileşiklerin sentezinde devrim yaratmıştır. Reaksiyon, terminal alkınların (R-C≡C-H) Cu(I) tuzu ve oksijen varlığında, amin çözücülerde (genellikle piridin veya etilamin) muamele edilerek simetrik diyinlerin (R-C≡C-C≡C-R) elde edilmesine olanak tanır. Glaser-Sondheimer-Chokiewicz Coupling, diyinik doğal ürünlerin ve büyük halkalı moleküllerin sentezinde vazgeçilmez bir araçtır ve modern organik kimyanın temel taşlarından biridir.
Franz Sondheimer, İngiliz kimyagerdir ve doğal ürünler kimyasında öncü çalışmalar yapmıştır. 1950'lerde, diyinik doğal ürünlerin (örneğin, poliasetilenler) sentezini hedeflerken, Glaser Coupling'i yeniden keşfetmiş ve geliştirmiştir. Sondheimer, bu yöntemi kullanarak ilk kez makrosiklik diyinik halkaları sentezlemeyi başarmıştır. Bu keşif, büyük halkalı moleküllerin sentezinde bir dönüm noktası olmuştur.
Edward Chokiewicz, Sondheimer'in öğrencisi ve ortağıdır. 1956 yılında, Sondheimer ile birlikte terminal alkınların Cu(I) tuzu ve oksijen varlığında piridin çözücüsünde dimerleştirilebileceğini detaylı olarak rapor etmişlerdir. Bu çalışma, Glaser Coupling'in modern organik sentezde yeniden popülerleşmesini sağlamıştır. Bugün bu yöntem, her iki bilim insanının da adıyla anılmaktadır.
1869'da Carl Glaser, fenilasetilenin amonyak çözeltisinde Cu(I) klorür ve oksijenle muamele edilerek 1,4-difenilbütadiin’e dönüştürülebildiğini keşfetmiştir. Ancak bu yöntem, 20. yüzyılın başlarında unutulmuştur. 1950'lerde Franz Sondheimer, diyinik doğal ürünlerin sentezini hedeflerken bu yöntemi yeniden keşfetmiş ve Edward Chokiewicz ile birlikte optimize etmiştir. Onlar, piridin gibi amin çözücülerin kullanılmasıyla reaksiyonun verimini ve uygulanabilirliğini büyük ölçüde artırmışlardır. Bu gelişme, Glaser Coupling’in modern organik sentezde yeniden canlanmasını sağlamıştır. Günümüzde, bu yöntemin daha pratik versiyonları (Eglinton, Hay Coupling) yaygın olarak kullanılsa da, Glaser-Sondheimer-Chokiewicz Coupling hâlâ makrosiklik bileşiklerin sentezinde referans yöntemdir.
Glaser-Sondheimer-Chokiewicz Coupling’in genel formu şu şekildedir:
2 R–C≡C–H + 2 CuX + ½ O2 → R–C≡C–C≡C–R + 2 CuX + H2O
(X = Cl, Br; çözücü = piridin veya etilamin)
Mekanizma şu adımlardan oluşur:
Glaser-Sondheimer-Chokiewicz Coupling’in en büyük katkısı, α,ω-dialkinik bileşiklerin (HC≡C-(CH2)n-C≡CH) dimerleştirilerek büyük halkalı diyinik moleküller oluşturabilmesidir. Bu, halka boyutunu kontrol ederek 12-20 üyeli halkalardan 30-40 üyeli dev halkalara kadar sentez yapılabilmesini sağlar. Bu yöntem, doğal ürünlerin ve supramoleküler kimyanın gelişiminde kritik rol oynamıştır.
Glaser-Sondheimer-Chokiewicz Coupling için tipik koşullar:
| Terminal Alkın (R-C≡C-H) | Ürün (R-C≡C-C≡C-R) | Notlar |
|---|---|---|
| Ph-C≡C-H (Fenilasetilen) | Ph-C≡C-C≡C-Ph (1,4-Difenilbütadiin) | Yüksek verim (%80-90) |
| HC≡C-(CH2)8-C≡CH | [18]Anülendiin (18 üyeli halka) | Sondheimer’in ikonik makrosiklik sentezi |
| HC≡C-(CH2)10-C≡CH | [22]Anülendiin (22 üyeli halka) | Daha büyük halka sentezi |
| Ar-C≡C-H (Ar = heteroaril) | Ar-C≡C-C≡C-Ar | Elektronik özelliklere duyarlı |
Glaser-Sondheimer-Chokiewicz Coupling reaksiyonu, sentetik organik kimyada çeşitli alanlarda kullanılır:
Soru 1: Glaser-Sondheimer-Chokiewicz Coupling reaksiyonunda hangi bakır oksidasyon seviyesi kullanılır?
Soru 2: Aşağıdakilerden hangisi bu reaksiyonun en önemli uygulama alanıdır?
a) Küçük halkalı alken sentezi
b) Makrosiklik diyinik bileşiklerin sentezi
c) Aromatik bileşiklerin hidrojenlenmesi
d) Alkollerin oksidasyonu
Soru 3: Glaser-Sondheimer-Chokiewicz Coupling ile HC≡C-(CH2)8-C≡CH bileşiği dimerleştirilirse hangi ürün oluşur?
a) Lineer polimer
b) [18]Anülendiin (18 üyeli halka)
c) [16]Anülendiin
d) Biphenil türevi
Glaser-Sondheimer-Chokiewicz Coupling’i anlamak için:
Tipik bir prosedür: 1 mmol terminal alkın (veya α,ω-dialkin), 0.1 mmol CuCl, 10 mL piridinde, oksijen baloncuğu geçirilerek 24 saat oda sıcaklığında karıştırılır. Reaksiyon tamamlandığında, karışım suyla seyreltilir ve kloroform ile ekstrakte edilir. Organik faz kurutulur ve çözücü uçurulduktan sonra, ürün kolon kromatografisi ile saflaştırılır. Verim genellikle %60-85 arasındadır. Makrosiklik sentezlerde verim daha düşüktür (%30-50) ancak yine de diğer yöntemlere kıyasla çok yüksektir.