常见的钯催化的偶联反响

2022-11-4 19:37| 发布者: 夏梦飞雨| 查看: 251| 评论: 0

摘要: 1、 Suzuki–Miyaura反响 Suzuki反响(铃木反响),也称作Suzuki偶联反响、Suzuki-Miyaura反响(铃木-宫浦反响),是一个较新的有机偶联反响,零价钯配合物催化下,芳基或烯基硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃 ...

1、 Suzuki–Miyaura反响


Suzuki反响(铃木反响),也称作Suzuki偶联反响、Suzuki-Miyaura反响(铃木-宫浦反响),是一个较新的有机偶联反响,零价钯配合物催化下,芳基或烯基硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发作交叉偶联。该反响由铃木章在1979年首先报道,在有机合成中的用处很广,具强的底物顺应性及官能团容忍性,常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物,从而应用于众多自然产物、有机资料的合成中。铃木章也仰仗此贡献与理查德·赫克、根岸英一共同取得2010年诺贝尔化学奖


9-BBN参与的Suzuki反响实例


无膦配体钯催化剂催化的Suzuki反响


芳基氯参与Suzuki偶联反响


烷基氟硼酸钾参与Suzuki偶联反响示例


2、Miyaura硼酸酯化反响


钯催化下芳基卤代物和双联硼试剂反响制备芳基硼酸酯的反响。也被称为 Hosomi-Miyaura硼酸化反响。


金属有机试剂制备单取代芳基硼酸


有机硼酸及其衍生物的制备示例


3、 Buchwald-Hartwig反响


Buchwald–Hartwig芳胺化反响是十分常用的由芳基卤代物或芳基磺酸酯制备芳胺的反响。此反响的主要特性是应用催化量的钯和富电子配体中止催化反响。另外强碱(如叔丁醇钠)关于催化循环是至关重要的。


Buchwald–HartwigC-N偶联反响简介


Buchwald-Hartwig偶联反响中常见的配体


Buchwald-Hartwig偶联25周年进程


4、 Heck反响


钯催化下对烯烃中止烯基或芳基化的反响。另外不含β氢的卤代烃(主要是卤化苄)也可发作Heck反响,中止烷基化。


【有机反响百科】Narasaka-Heck环化反响


5、 芳香杂环Heck反响


芳香杂环作为受体的发作在分子内或分子间的Heck反响。


6、 重氮盐参与的Heck 反响


芳基重氮盐能够发作的反响最常见的就是 Sandmeyer反响能够制备卤代芳烃,芳基酚或芳基腈,另外就是Balz-Schiemann反响制备芳基氟化物,偶氮巧合反响制备偶氮二芳基类化合物。1995年Beller等人报道了应用重氮盐作为底物中止Heck反响制备芳基烯基化物,这是一种很适用的制备芳基烯烃的反响,此类反响不需求膦催化剂和胺,条件温和。


7、 Sonogashira反响


Pd/Cu催化的芳卤或烯基卤代物和端基炔中止偶联的反响。反响机理和Cadiot–Chodkiewicz偶联与Castro-Stephens反响相似。Castro-Stephens反响是用化学当量的铜催化,而Sonogashira反响则用催化量的钯和铜催化。


8、 Stille偶联反响


Stille偶联反响是指有机锡试剂和卤代物或类卤代物在钯催化下中止CC键偶联的反响。此反响对卤代物的R基团限制较少。反响的条件比较多,另外正如下方引见的卤代物和有机锡试剂种类很多,相互中止偶联,因而此反响能够合成的产物也很多。本反响的缺陷就是,有机锡试剂毒性较大,而且其极性较小,在水中的溶解度很低。固然有机锡试剂很稳定,但是由于与Stille偶联简直相同的Suzuki 反响的发现,Suzuki 反响运用有机硼酸及其衍生物,运用方便并且没有有机锡试剂的那些缺陷,因而此反响的重要性疾速降低。


Stille-Kelly反响

常见的钯催化的偶联反响


钯催化下分子内的二芳基卤代物应用二锡试剂中止交叉偶联的反响。


Stille羰基化偶联反响


此反响最早由Migita和Stille开发,应用酰氯中止 Stille偶联反响 制备酮。但是酰氯通常不稳定而且关于活性官能团不兼容,限制了其应用范围。在上世纪80年代,在过渡金属催化下有机卤代烃和类卤代烃中止羰基化偶联反响制备酮的措施被开发出来。Pd(0)催化下,有机锡试剂,一氧化碳和有机亲电试剂(芳基或烯基卤代烃和芳基或烯基类卤代烃)偶联构成新的碳碳单键的反响,被称为 Stille羰基化偶联反响


9、 Tsuji-Trost反响


钯催化下应用烯丙基化合物(如乙酸烯丙酯和烯丙基溴)对亲核试剂(如活性亚甲基化合物,烯醇化合物,胺和酚)中止烯丙基化的反响。


10、Catellani反响


【Catellani, M.; Frignani, F.; Rangoni, A. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36,119–122.】


在降冰片烯(Norbornene)与Pd共同催化作用下,芳基碘化物先和降冰片烯中止 Heck反响 ,接着邻位C-H活化中止烷基化或芳基化的反响,最后再和端基烯烃偶联得到邻位取代的烯基芳烃的反响。此反响是三组分偶联反响。邻位单取代的芳基碘化物作为底物则能够得到不同邻位取代基的烯基芳烃。


11、White催化剂


White催化剂是一种多用处的商业化催化剂。在其催化下能够高效地氧化相对惰性的C-H键构成新的C-O, C-N和C-C键。各种烯烃都能够中止分子内或分子间的C-H氧化,并具有很高的化学,区域和平面选择性。


12、羰基化偶联反响 Carbonylative Cross Coupling


应用一氧化碳能插入碳-金属键这一特性,在偶联反响中同时引入羰基,生成酯,酰胺,酮,醇等产物。在有机合成中是一个十分有效率的反响。常用于钯催化偶联反响。


我们知道一氧化碳很容易插入碳-金属键之间。用钯催化剂,有基卤化物,一氧化碳,醇一同反响会生成酯。用胺替代其中的醇会得到酰胺,用氢源替代醇会得到醛,换成有机金属试剂就会得到酮。


插羰反响制备羧酸及其衍生物实例


插羰反响制备醛


常压[1atm]钯催化插羰反响


13、Saegusa氧化反响


常见的钯催化的偶联反响


1978年,T. Saegusa课题组报道了在乙腈中硅基烯醇醚和亚化学计量的Pd(OAc)2和对苯醌室温下反响得到相应的α,β-羰基化合物。酮转化为相应的烯醇基硅烷,在钯催化下将其区域选择性氧化为α,β-不饱和酮的反响被称为Saegusa氧化反响。


14、Wacker氧化反响


氯化钯和氯化铜催化下烯烃氧化得到酮的反响,少数状况下能够氧化为醛。


15、 Fukuyama偶联反响


有机锌化合物和硫代酸酯在钯催化剂下偶联得到酮的反响。此反响是Tohru Fukuyama在1998年发现【 Tetrahedron Letters. 39(20): 3189–3192】,是最新发现的经典钯催化偶联反响。 此反响化学选择性高,反响条件温和,所用试剂低毒。由于有机锌试剂反响活性较低,所以此反响有很好的官能团耐受度,酮,酯,硫醚,芳基溴,芳基氯和醛等此反响条件下都能够稳定存在。


16、Fukuyama恢复反响


Pd/C催化下应用三乙基硅烷恢复硫代酸酯生成醛的反响。


17、Fujiwara-Moritani Reaction ( 藤原 - 守谷反响 )

常见的钯催化的偶联反响


Pd催化剂存在下,对无修饰的苯环中止的直接的烯烃化偶联反响。也是催化C-H活化的一个例子。反响方式基本与Heck反响相当。


18、 钯催化的Hiyama偶联反响示例 , 桧山偶联反响(Hiyama Cross Coupling)

常见的钯催化的偶联反响


钯催化下有机硅试剂和有机卤代物或三氟甲磺酸酯中止交叉偶联的反响。反响中常常参与一种氟化物(TASF、TBAF)或碱(如氢氧化钠、碳酸钠)的活化试剂,否则反响会很难中止。催化循环和Kumada偶联相似。


硅上的取代基通常必须是杂原子或者苯基。假如是三烷基甲硅烷,则难以构成硅酸盐中间体,所以偶联反响较难中止。硅具有低毒性的优点,是一个很有潜力的反响。


19、 余金权CH活化反响 , 余金权 , 世界著名化学家---余金权 Jin-Quan Yu


余金权及其课题组1,7 发现一些位置选择性或平面选择性的C-H活化反响,此类反响的特性是应用钯催化并参与氧化剂,通常底物含有导向基团,另外参与一些优化的配体会增强选择性和加快反响速率。


经典的 sp2 杂化CH 活化:


经典的 sp 2杂化CH 活化:


C-H活化反响 ( 汇总类)


20、 Sanford反响

常见的钯催化的偶联反响


在钯催化下经过导向基团(如吡啶和嘧啶)中止C-H位乙酰氧基化得反响


21、 常见钯催化剂的制备


在有机合成中常见的钯催化偶联反响有:Suzuki-Miyaura偶联, Stille偶联, Negishi偶联, Kumada偶联, Hiyama偶联, Sonogashira偶联, Heck反响, Buchwald-Hartwig反响等等。因而常见的钯催化剂应用十分普遍,固然这些催化剂都已商业化,但关于大范围消费的反响,能够自己制备降低成本。


22、常用催化剂类


常用试剂----醋酸钯


常用催化剂----二氯[1,2-二(二苯基膦)乙烷]钯


常用催化剂----Pd(dppf)Cl2


常用催化剂----四(三苯基膦)钯


常用催化剂----二(三苯基膦)醋酸钯


常用催化剂----钯-硫酸钡


常用催化剂----Lindlar催化剂


常用催化剂----(DIOP)PdCl2


常见的金属氮杂环卡宾催化剂


常见钯催化剂的制备


有机合成中常见的膦配体


23、Alper羰基化反响


常见的钯催化的偶联反响


邻位含有脂肪胺的卤代芳烃,烯基胺,烯基氮杂环丙胺等等和一氧化碳在Pd,Ru或Rh等催化剂催化下,中止插羰关环制备环酰胺的反响。


24、 Liebeskind偶联反响


2000年Libeskind和Srogl提出了一种在中性条件下,过渡金属催化硫酯和硼酸中止偶联得到酮的新措施。在化学计量的噻吩-2-羧酸亚铜(CuTC)和催化量的钯催化下,硫代酸酯和芳基硼酸或烷基硼中止偶联得到酮的反响被称为 Libeskind偶联反响此反响是十分重要的把羧酸及其衍生物转化为酮的措施,此反响中硼酸或烷基硼为非碱性亲核试剂,因而反响条件比Fuyama偶联 更温和。


25、 Trost环戊烷化反响


常见的钯催化的偶联反响


钯催化下,乙酰氧甲基烯丙基硅烷和缺电子烯烃经过[2+3]环加成制备环戊烷的反响。


26、 钯催化的C-O键构成反响


钯催化的C-O键构成反响条件和C-N构成反响( Buchwald反响 )相似。在Pd/富电子膦配体催化下,酚,伯醇和仲醇都能够和芳卤或烯基卤代物反响。分子内和分子间都能够中止。特殊状况下叔醇也能够中止此反响。


27、Stoltz α-烯丙基酮错误称合成反响


手性恶唑啉膦配体 PHOX(4)配位的钯催化剂催化环状β-酮烯丙酯酯,经过π-烯丙基中间体得到单一构型的α-烯丙基环酮的反响。


28、 吲哚合成类


Hegedus 吲哚合成反响


化学当量的Pd(II)催化剂氧化环化链烯基苯胺得到吲哚的反响。反响机理和Wacker氧化相似。


Larock 吲哚合成反响

常见的钯催化的偶联反响


1991年,R.C. Larock首先报道了在钯催化下由2-碘苯胺和取代炔烃关环合成吲哚的反响。在以后的几年中Larock的团队又对此反响的应用范围中止了进一步的扩展。在钯催化下,邻碘苯胺和二取代炔烃中止杂环化合成2,3-二取代吲哚的反响被称为Larock吲哚合成反响。


经过火子内的Heck反响 合成吲哚


常见的钯催化的偶联反响


DABCO作碱,在DMF中反响效果较好。


Mori-Ban吲哚合成反响


含有烯丙胺结构的邻卤代苯胺发作分子的Heck反响制备吲哚的反响。


29、 Narasaka-Heck环化反响


30、 Murahashi偶联反响

常见的钯催化的偶联反响



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