Bu bölüm, terminal alkınların oksidatif dimerizasyonuyla simetrik diyinlerin sentezlenmesinde kullanılan **Glaser Coupling** reaksiyonunu kapsar. Bu reaksiyon, 1869 yılında Alman kimyager Carl Glaser tarafından keşfedilmiş ve terminal alkınların (R-C≡C-H) Cu(I) tuzu ve oksijen varlığında muamele edilerek simetrik diyinlerin (R-C≡C-C≡C-R) elde edilmesine olanak tanımıştır. Glaser Coupling, alkın kimyasının en eski ve en temel reaksiyonlarından biridir. Reaksiyon, Cu(I) katalizörü ve oksijenin varlığında gerçekleşir ve özellikle 19. yüzyılın sonlarında organik sentezde büyük ilgi görmüştür. Günümüzde, daha gelişmiş versiyonları (Eglinton, Hay Coupling) yaygın olarak kullanılsa da, Glaser Coupling hâlâ temel prensipleri anlamak için kritik öneme sahiptir.
Carl Glaser, Alman kimyagerdir ve 1869 yılında, fenilasetilenin (PhC≡CH) amonyak çözeltisinde Cu(I) klorür ve oksijen varlığında 1,4-difenilbütadiin’e (PhC≡C-C≡CPh) dönüştürülebildiğini keşfetmiştir. Bu, karbon-karbon üçlü bağının korunarak yeni bir karbon-karbon bağı oluşturulmasını sağlayan ilk yöntemlerden biriydi. Glaser, bu reaksiyonu “diyinik kuprasyon” olarak tanımlamıştır. Keşfi, organik kimyada oksidatif eşleşme reaksiyonlarının temelini atmış ve alkın kimyasının gelişimine büyük katkı sağlamıştır.
Glaser Coupling, 1869’da keşfedildikten sonra uzun süre organik sentezde popüler kalmıştır. Ancak, oksijen kontrolünün zorluğu ve bazı substratlar için düşük verim nedeniyle, 20. yüzyılda daha pratik alternatifler arayışı başlamıştır. 1956’da Geoffrey Eglinton, Cu(II) asetatın doğrudan kullanılmasıyla oksijen bağımlılığını ortadan kaldıran bir versiyon geliştirmiştir. 1970’lerde Hay ve ark., daha hafif koşullarda çalışan ve daha geniş substrat yelpazesi sunan bir modifikasyon (Hay Coupling) önermiştir. Bugün, bu üç yöntem (Glaser, Eglinton, Hay) birlikte “oksitif alkın eşleşmesi” olarak bilinir ve uygulamaya göre seçilir.
Glaser 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 = NH3/H2O veya aminler)
Mekanizma şu adımlardan oluşur:
Glaser Coupling, iki terminal alkının oksidatif olarak birleşmesiyle diyin oluşturur. Bu, karbon-karbon üçlü bağının korunarak yeni bir karbon-karbon bağı oluşturulmasını sağlar. Bu tür reaksiyonlar, "çapraz eşleşme" değildir, çünkü iki aynı molekül birleşir (homo-eşleşme). Oksidatif eşleşme, modern organik kimyada Pd, Ni, Cu gibi geçiş metalleriyle yaygın olarak kullanılır.
Glaser 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) | İlk kez Glaser tarafından sentezlenmiş |
| HC≡C-(CH2)4-C≡CH | Makrosiklik diyin | Büyük halka sentezinde kullanılır |
| TMS-C≡C-H | TMS-C≡C-C≡C-TMS | TMS grubu koruyucu olarak kullanılabilir |
| Ar-C≡C-H (Ar = heteroaril) | Ar-C≡C-C≡C-Ar | Elektronik özelliklere duyarlı |
Glaser Coupling reaksiyonu, sentetik organik kimyada çeşitli alanlarda kullanılır:
Soru 1: Glaser Coupling reaksiyonunda hangi bakır oksidasyon seviyesi kullanılır?
Soru 2: Aşağıdakilerden hangisi Glaser Coupling’in zorluklarından biridir?
a) Oksijen kontrolünün gerekmesi
b) Sadece alkil alkınlarla çalışması
c) Düşük sıcaklıkta yapılması
d) Su ortamında yapılamaması
Soru 3: Glaser Coupling ile 2 mol fenilasetilen (PhC≡CH) tepkimeye sokulursa hangi ürün oluşur?
a) Stilben (PhCH=CHPh)
b) 1,4-Difenilbütadiin (PhC≡C-C≡CPh)
c) Biphenil (Ph-Ph)
d) Fenilasetilen dimeri (PhCH=CH-C≡CPh)
Glaser Coupling’i anlamak için:
Tipik bir prosedür: 1 mmol terminal alkın, 0.1 mmol CuCl, 10 mL %10 amonyak çözeltisinde, oksijen baloncuğu geçirilerek oda sıcaklığında 6 saat 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 %50-80 arasındadır (Eglinton veya Hay yöntemlerine kıyasla daha düşüktür).