[O.Chem] 5. Negishi Coupling: 유기아연 시약으로 탄소를 잇는 반응

 

1. 반응의 의미

Negishi coupling은 유기아연 화합물과 유기 할라이드 또는 유사 할라이드를 팔라듐이나 니켈 촉매로 연결해 C-C 결합을 만드는 반응이다. Suzuki 반응이 유기붕소 시약을 쓴다면, Negishi 반응은 유기아연 시약을 쓴다. 탄소 조각 하나를 아연에 붙여 비교적 조절 가능한 형태로 준비한 뒤, 금속 촉매 위에서 다른 탄소 조각과 만나게 하는 것이다. 방향족, 알케닐, 알킬을 연결할 수 있어 현대 유기합성에서 중요한 cross-coupling 반응으로 다루어진다.

Negishi Coupling의 일반식

2. 유기아연 시약

유기아연 시약은 유기리튬이나 Grignard 시약보다 온화하지만, 유기붕소 시약보다는 반응성이 큰 편이다. 이 중간적인 성격이 Negishi coupling의 장점이다. 너무 강하게 반응계를 밀어붙이지 않으면서도, 팔라듐이나 니켈 촉매와 잘 만나 탄소 조각을 넘겨줄 수 있다. 특히 입체화학이 중요한 alkenyl zinc 시약이나 복잡한 탄소 골격을 다룰 때 유용하게 쓰인다. 다만 유기아연 시약은 보관과 취급에서 어느 정도 주의가 필요하다.

3. 촉매 순환의 흐름

Pd 촉매를 기준으로 하면 산화적 첨가, 전금속화, 환원적 제거의 세 단계로 이해할 수 있다.  먼저 Pd(0) 또는 Ni(0)가 유기 할라이드의 C-X 결합에 들어가 산화적 첨가를 일으킨다. 다음으로 유기아연 시약에서 유기기가 금속 중심으로 이동하는 전금속화가 일어난다. 마지막으로 팔라듐 또는 니켈 위에 놓인 두 탄소 조각이 환원적 제거를 통해 결합하고, 촉매가 재생된다. 말로 쓰면 단순하지만, 모든 연구가 그렇듯이 실제 결과는 기질, 할라이드, 리간드, 용매의 조합에 따라 크게 달라진다.

4. 현대 합성에서

Negishi coupling은 2010년 노벨화학상과도 연결된다. Heck, Suzuki와 함께 Ei-ichi Negishi가 노벨화학상을 수상한 이유에는 이 반응이 탄소-탄소 결합 형성의 일반적인 전략을 확장한 공로가 인정되었기 때문이다. 의약품, 천연물, 기능성 분자를 만들 때 탄소 골격을 정확히 조립하는 일은 거의 모든 합성의 중심에 있다. Negishi 반응은 유기아연이라는 적당히 반응성이 있으면서도 비교적 온화한 시약을 통해 그 작업을 가능하게 한다. 

Edited 2026. 06. 28
Edited by 푸른삿포로

[Update]
#260628 최초 작성