[O.Chem] 8. Hiyama Coupling: 유기실리콘 시약으로 탄소를 잇는 반응

1. 반응의 의미

Hiyama coupling은 유기실리콘 화합물과 유기 할라이드 또는 유사 할라이드를 팔라듐 촉매로 연결해 C–C 결합을 만드는 반응이다. 유기실리콘 시약은 비교적 안정하고 독성이 낮은 편으로 알려져 있다. 그래서 유기주석 시약을 쓰는 Stille 반응과 자주 비교된다. 유기실리콘 시약을 활성화해 실리콘에 붙어 있던 유기기가 팔라듐으로 이동할 수 있게 만들고, 그 뒤 다른 탄소 조각과 결합시키는 것이다.  

Hiyama coupling의 기본 반응식

 

2. 왜 활성화가 필요한가

유기실리콘 시약은 안정하다는 장점이 있지만, 그만큼 그냥 두면 반응성이 낮다. 그래서 Hiyama 반응에서는 보통 fluoride 이온이나 염기성 조건을 이용해 유기실리콘 시약을 활성화하고, 그 결과 실리콘에 붙어 있던 유기기가 팔라듐으로 이동하기 쉬워진다. 이 과정이 있어야 유기기가 팔라듐으로 이동하기 쉬워진다. 안정성과 반응성은 늘 서로 줄다리기를 한다. Hiyama 반응은 안정한 시약을 쓰되, 필요한 순간에만 활성화해 coupling에 참여시키는 방식으로 이해할 수 있다.

3. 촉매 순환의 흐름

반응은 다른 팔라듐 촉매 coupling과 마찬가지로 산화적 첨가에서 시작한다. Pd(0)가 aryl halide나 alkenyl halide의 C–X 결합에 들어가 organo-Pd(II) 종을 만든다. 이후 활성화된 유기실리콘 시약에서 유기기가 팔라듐으로 이동하고, 마지막으로 환원적 제거가 일어나 새로운 C–C 결합이 만들어진다. 이때 활성화제의 종류, 실리콘 시약의 구조, 리간드와 용매가 반응 결과에 큰 영향을 준다.

4. 현대 합성에서의 위치

Hiyama coupling은 안전성과 환경 측면에서 관심을 받는 반응이다. 유기주석 시약의 독성 문제가 부담스러운 경우, 유기실리콘 시약은 매력적인 대안이 될 수 있다. 다만 반응성이 낮아 활성화 조건이 필요하고, 모든 기질에서 Suzuki 반응처럼 쉽게 쓰이는 것은 아니다. 따라서 Hiyama 반응은 안정하고 다루기 쉬운 시약을 활용하고 싶을 때, 그리고 활성화 조건을 적절히 설계할 수 있을 때 효과를 보는 반응이라 할 수 있겠다.

Edited 2026. 07. 04.
Edited by 푸른삿포로

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260704 최초 작성