清华大学有元素机化学第七-交叉偶联反应.pptVIP

交叉偶联反应定义 7.1 Kumada偶联反应 Kumada偶联反应机理 7.2 Suzuki-Miyaura偶联反应 Suzuki-Miyaura偶联反应催化剂 Suzuki-Miyaura偶联反应底物 Suzuki-Miyaura偶联反应机理 7.3 Stille偶联反应 特点： Stille 偶联反应机理 7.4 Negishi偶联反应 * Negishi偶联反应底物 * Negishi偶联反应选择性 7.5 Sonogashira偶联反应 反应机理 反应环境的改进 二价过渡金属有机化合物还原方式, 以Pd(OAc)2： * 非过渡金属有机化合物还原 * 原料不饱和烃还原 7.6 Heck反应 7.7 其它偶联反应 * 第七章 过渡金属有机化合物催化的交叉偶联反应 7.1 Kumada偶联反应 7.2 Suzuki偶联反应 7.3 Stille偶联反应 7.4 Negishi偶联反应 7.5 Sonogashira反应 7.6 Heck反应 7.7 其它偶联反应 在过渡金属配合物的催化下，RX与非过渡金属有机化合 物RM形成碳－碳键（R－R）的反应。 X= I, Br, Cl, OTf…… M= Pd, Ni, Fe, Rh…… M= Mg, B, Sn, Zn…… 交叉偶联反应的效率高、选择性好、反应条件温和，是现代 有机合成有效手段。 Kumada偶联反应是在镍配合物催化下， Grignard试剂与卤 代烃之间的交叉偶联反应。 Kumada 1972首次报道 反应常用的催化剂: 双齿膦配位的镍有机配合物 反应底物：卤代芳烃、乙烯基卤代烃和烷基、芳基Grignard试剂 (0) Grignard试剂对镍有机配合物的Ni-X键烃化, 还原消除, 生成Ni0 (1) Ni0 配合物与卤代烃发生氧化加成，生成Ni(II) (2) Grignard试剂对新生成的Ni(II) 配合物的Ni-X键烃化 (3) 还原消除生成偶联产物与Ni0 在零价钯配合物作用下，卤代烃与有机硼酸的交叉偶联反应。 优点： 有机硼酸稳定、无毒、经济易得； 反应条件温和、官能团兼容性好； 空间位阻影响不大、产率高、选择性好。 Suzuki和Miyaura 1971报道 * 早年, 单齿膦配位的零价钯配合物，如P(PPh3)4 * 环钯配合物 * 鳌合钯配合物 碱在Suzuki偶联反应中的作用 不加碱Suzuki偶联反应不能进行，常用的碱包括： 无机碱如碳酸钾、碳酸铯、磷酸钾、氟化钾、氢氧化钾等； 有机碱如胺、醇钠。 有机硼酸：芳基硼酸、烯基硼酸、炔基硼酸 烷基硼酸活性较低。 卤代烃：芳基、烯基三氟甲磺酸酯、磺酸酯。 Stille 反应被定义为在Pd催化下, 有机锡试剂与有机亲电试 剂之间的交叉偶联反应. R1一般是不饱和基团，但有时也可以是烷基；R2一般是不能 转移的基团，例如：甲基和丁基等. 亲电试剂一般是卤化物，例如：I、Br、Cl和磺酸酯等: 烯基、芳基和杂环卤化物 烯丙基、苄基和炔丙基卤化物 酰氯 烷基卤化物 * 有机锡试剂对空气和水不敏感，可以被方便的纯化和储存； * Stille 反应本身对空气和水也不敏感，有时微量的水和空气 甚至还可以促进反应的进行； * 反应选择性好和对底物的兼容性强，通常不与其它官能团发 生反应，因此可以省略许多保护步骤； * Stille 反应的产物是锡盐，分离相对容易。 在零价镍、钯配合物催化下，铝、锌、锆有机化合物与 卤代烃、三氟甲磺酸酯等之间的偶联反应。 * Negishi偶联反应添加剂 研究结果证实： CdCl2、TiCl4、SnCl4、InI3、InCl3 等都有效； 其中InCl3最有效 铝、锌、锆有机化合物对空气敏感，操作比较麻烦，故应用较少。 OL, 2003, 5, 423 铝、锌、锆有机化合物在Negishi偶联反应中，都不会与卤代 烃发生烃基交换，也不会与酮、酯、酰胺的羰基发生加成反应 而导致选择性行下降，故该反应的官能团兼容性好。 在合成多个不饱和键分子时, Negishi偶联反应显示出其独到之处。 经典反应：L=PhP3，base=amine * Pd是昂贵金属 * 末端炔烃的投入一般是过量的 * 在催化体系中用于吸收卤化氢的有机胺的毒性大且污染环境 * 对水和氧气很敏感，需要使用惰性气体和干燥溶剂 催化体系的改进 配体改进 无CuI（Copper-Free）条件的实现 无Pd（Palladium-Free）条件的实现????? 无配体（Ligand-Free）条件的实现 毒性大，