钯催化偶联反应的最新进展汇总.
钯催化芳基重氮盐偶联反应的研究进展
联芳基化合物在天然产物、液晶材料、配体和 药用分子［1］等的合成中有着广泛的应用，是有机 化学和催化化学的研究热点。近些年来通过过渡 金属催化芳基化合物之间偶联反应方法来合成联 芳基化合物一直是化学工作者研究的重点和热 点。而在近几年，芳基重氮盐作为一种好的芳基 亲电试剂，由 于 其 容 易 制 备，价 格 低，活 性 高［2-4］， 在偶联反应中得到了充分的应用［5］。
1 钯催化的芳基重氮盐的自身偶联反应 2007 年，Cepanec 课题组［7］报道了 Cu（ OTf） 2
催化芳基重氮盐的自偶联反应，反应中使用 Cu 作为终端还原试剂。实验是在无水无氧条件下进 行，溶剂是乙腈，在 Cu（ OTf） 2 的助催化作用下， 富电子与缺电子底物自偶联都能得到较好的 收率。
同年，Kabalka 课题组［17］用离子液体［Bmim］ ［PF6］作溶剂，Pd（ OAc） 2 （ 2 mol% ） 作催化剂，以 （ 1. 2 mmol） 四氟硼酸重氮苯盐和（ 1. 0 mmol） 烯 基化合物为模板反应，室温下反应 3 h，收率最高 可达到 80% 。
在此反应中，催化剂循环使用 4 次后收率没 有明显的下降。反应式如下所示。
20 世纪以来，过渡金属催化的偶联反应，尤 其是钯催化的偶联反应在有机合成的各个领域得 到了广泛的 应 用［6］。 经 过 对 钯 催 化 剂 进 行 适 当 修饰或选择合适的配体，由此得到高活性的钯催 化剂，可以在温和条件下实现芳基重氮盐与多种 类型化合物的偶联反应。通过化学工作者的不懈 努力，利用这些钯催化剂已经建立了一系列方法 学，这类经典方法学经过长期的完善，反应条件较 透彻，收率较高，因此在实验室和工业生产中得到 广泛应用。近年来，许多课题组开发出多种活性 高、选择性好的钯催化剂可用于芳基重氮盐的偶 联反应，本文从 C—C 键形成角度，对钯催化的芳 基重氮盐偶联反应研究进展进行分类论述。
钯催化下偶合反应研究进展
目录摘要 (1)关键词 (1)1前言 (1)2三个重要发展阶段 (2)2.1发现钯催化效应 (2)2.2赫克反应 (2)2.3进一步发展 (2)3形成C-C健研究进展 (2)3.1钯催化Suzuki偶联反应合成C-C健 (2)3.1.1有配体钯催化Suzuki偶联反应合成C-C健 (3)3.1.2无配体钯催化Suzuki偶联反应合成C-C健 (3)3.1.3负载体钯催化Suzuki偶联反应合成C-C健化 (4)3.2 钯催化Heck偶联反应合成C-C健 (4)3.2.1负载体钯催化Heck偶联反应合成C-C健 (4)3.2.2有配体钯催化Heck偶联反应合成C-C健 (5)3.3其他钯催化偶联联反应合成C-C健反应 (5)4 形成C-N健研究进展 (6)4.1钯催化Suzuki偶联反应合成C-N健 (6)4.1.1有配体钯催化Suzuki偶联反应合成C-N健 (6)4.1.2无配位钯催化Suzuki偶联反应合成C-N健 (6)4.1.3负载体钯催化Suzuki偶联反应合成C-N健 (6)4.2钯催化Heck偶联反应合成C-N健 (7)4.2.1负载体钯催化Heck偶联反应合成C-N健 (7)4.2.2无配体钯催化Heck偶联反应合成C-N健 (7)4.2.3有配体钯催化Heck偶联反应合成C-N健 (7)4.3其他钯催化偶联联反应合成C-N健反应 (7)5形成C-O健进展 (8)5.1钯催化Heck偶合反应形成C-O健 (8)6展望 (8)钯催化下偶合反应研究进展摘要:钯催化偶合反应是一类用于碳碳键形成,碳氮健形成和碳氧健形成的重要化学反应,是由两个有机化学单位进行某种化学反应而得到一个有机分子的过程,在有机合成中应用十分广泛.本文综述了钯催化下碳碳键形成等的偶联反应研究进展.关键词:钯催化偶联反应研究进展Research progress of coupling reaction under the palladiumcatalyzedMingzhu LeAbstract:Palladium catalyzed coupling reaction is a kind important chemical reactions of used for carbon-carbon bonds to form,carbon-nitrogen bonds and carbon-oxygen bonds to from ,that chemical reaction by two organic chemistry unit is a process of obtain organic molecules,they are widely used in organic synthesis.This paper is reviewed the research progress carbon-carbon bonds to form and so on of coupling reaction under the palladium catalyzed.Keywords:palladium catalyzed coupling reaction research progress1前言为了制造特殊的有机材料,需要通过化学反应将碳、氮、氧等原子集合在一起.然而碳原子在有机分子中与相邻的原子之间的化学键是非常稳定的,不容易与其他的分子发生化学反应.一些方法虽然能令碳原子活跃,但是,过于活跃的碳原子又会产生大量副产物.用钯作为催化剂则可以很好的解决这个问题.钯原子作为一种传递介质,把不同的碳原子吸引到附近,使碳原子间的距离减小,容易结合,这一反应称为偶联反应,这样的偶联反应不需要把碳原子激活到很活跃的程度,因此副产物比较少,更加精确而高效.钯催化偶联反应被应用于许多物质的合成研究和工业化生产,目前这个成果已经在医药、材料等相关领域有了广泛的应用.这一技术让化学家们能够精确有效地制出他们需要的复杂化合物.有机化学反应可认为是定向地断裂和生成C-X键的过程,因此在反应中通常需要定位基团来高效地构筑C-X键,但在在些过程中也有这样一个问题,那就是定位基团的引入使得反应原子经济性不高,而如果不引入定位基团,而是直接选择性地断裂C-H键,进一步地发生其它反应,这样就能高效地构筑化合物，提高反应效率和原子经济性.本文综述了钯催化偶联反应下形成碳碳键,碳氮健和碳氧健研究进展,简约论述钯催化的发展.主要论述了钯催化Suzuki偶联反应、钯催化Heck偶联反应和Ullmann 偶合反应等反应和成C-C健、C-N健和C-O健的研究进展.2三个重要发展阶段2.1发现钯催化效应大约100年前,法国的化学家维克多·格林尼亚发现,将一个碳原子同一个镁原子偶联在一起,就会将镁原子额外的电子推向碳原子,从而使得它能够更容易与另外一个碳原子连接在一起,不过,科学家们却发现,这种方法在合成简单的分子时起到了很好的效果,但是相对于对更为复杂的分子在进行设计合成时,却在试管里检测到了很多并不需要的产品[1].2.2赫克反应早在上世纪60年代,赫克就为钯催化偶联反应奠定了基础,1968年,他报告了一种新的叫做赫克反应的化学反应,该反应中使用钯作为主要的催化剂来使碳原子连在一起.2.3进一步发展1977年,根岸英一对赫克反应成果进行精练,他用一种有机氯化物作催化剂;两年后，日本化学家铃木章(Akira Suzuki )发现使用有机硼化合物作催化剂的效果会更好.3形成C-C健研究进展3.1钯催化Suzuki偶联反应合成C-C健金属Pd 催化的Suzuki-Miyaura 反应是碳-碳偶联反应中重要的反应[2].卤代芳烃Ar-X与Pd首先进行氧化加成反应,生成卤代中间体Ar-Pd-X,然后与碱反应生成有机钯氢氧化物的中间体Ar-Pd-OH,其含有含强极性Pd-O键,具有较强的亲电性,同时芳基硼酸同碱作用生成的另一中间体Ar’C-B（OH）3,有较强的富电性,利于阴离子向Ar-Pd-OH 中心转移，与Ar-Pd-OH作用生成了B（OH）4.最后,B（OH）4经过还原消除,得到了目标产物Ar- Ar’和催化剂Pd. 一般情况下,结构相同的卤代烃,若芳环上的负电性越强，其空间位阻就越大,反应速度就越慢.3.1.1有配体钯催化Suzuki偶联反应合成C-C健由金属Pd有未充满的4d 轨道,能与多种组分生成配合物,通过改变配体和反应物的组成,可使许多不容易发生的反应顺利地进行,较高的选择性和反应活性. 张颖之等[3]以三种手性膦作为配合制成的新配合物,催化的萘醇得到溴萘醇,再催化得到α-溴-β苄氧基萘与其衍生物得到的格林试剂偶联反应合成了β,β•-二苄氧基-α,α•-联萘.含氮配体催化剂的反应,因膦配体对空气和水敏感,且有较大毒性，反应需要在惰性气体中才能有效进行,而且为了保持催化剂稳定需要不断补充含氮金属络合物体配或膦配体.近年来探索出的较为成功的一类仿膦新配体,是崔元臣等[ 4 ]用聚氯乙烯与二乙烯三胺反应，再与PdCl2反应生成PVC-DETA-Pd 配合物,在没有惰性气体作保护的环境中该配合物,在90℃时,以DMF 水溶液为溶剂,以NaHCO3作碱,能定量催化活性较高的碘代苯,对未活化的溴代苯也能定量催化,催化剂回收利用8次后,收率仍可达94%.N,P 配位的钯催化Suzuki反应效率较高,近几年,各种各样同时含氮、磷的Pd催化剂不断被合成生产出来,广泛应用于Suzuki 偶联反应中,龚军芳等[5 ]将三苯基膦同环钯化二茂铁亚胺反应,合成的三种新的环钯化二茂铁亚胺- 三苯基膦络合物,可以能有效催化芳基溴与苯基硼酸的Suzuki反应.于宏伟等[6]用二茂铁为原料,首先制得乙酸[2-（二苯膦基）二茂铁基]乙酯,再与双（2- 羟乙基）醚反应,生成2-（二苯膦基二茂铁基）乙基-5- 羟基-3- 氧杂戊醚（醚基化膦）,将它用于Suzuki 反应中,发现其对与带有酮官能团的底物有很好的容忍度.以溴为底物的反应中,苯硼酸与4- 甲基溴苯的反应收率可达93%.3.1.2无配体钯催化Suzuki偶联反应合成C-C健无外加配体、水相催化体系的开发应用,通过系统研究,发展了两个简单且高效的无外加配体的水相Suzuki反应体系,并将其应用于4一芳基三苯胺衍生物的合成[7].2013年6月大连理工大学研究生张义霞[8]在一个纯水相中钮催化无外加配体和无其它任何添加剂的体系中发展了Suzuki反应, Pd(0Ac)2/(i-Pr)2NH/H20.体系以0.25mol 的Pd(0Ac)2 为催化剂,在100°C 时,以2 equiv(/-Pr)2NH为碱,0.5mmol的溴、氯代芳烃,0.75mmol的芳基硼酸,1.0 ml的水,对无位阻的反应底物,产物收率达90%以上;当有位阻效应时,分离收率能达到80%以上.该底物适用范围较广,对含有疏水基团或亲水基团的溴代芳烃都有较好的催化效果.无配体钯催化的铃木反应主要是合成芳香胺类化合物.3.1.3负载体钯催化Suzuki偶联反应合成C-C健化负载型钯催化剂具有分离简便,可重复使用等优点[9],关于负载型钯催化剂也有文献报道[10].比如二氧化硅材料负载钯催化剂[11]. 2013年齐齐哈尔大学的研究生王旭[12]经浸渍搅拌法,在表面具有强吸电子基的氧化镁表面负载氯化钯中的钯,制备出氧化镁负载钯催化剂.2009年河南大学研究生吴玉峰[13]等以聚氯乙烯为基本原料,胺化反应合成无磷聚氯乙烯-二乙烯三胺和聚氯乙烯一三乙烯四胺配体.研究聚氯乙烯一二乙烯三胺和聚氯乙烯一三乙烯四胺负载把配合物对碘代苯与苯硼酸的Suzuki偶联反应的催化性能,利用微波技术,对聚氯乙烯一三乙烯四胺负载把配合物催化的碘代苯与四苯硼钠的Suzuki偶联反应条件进行优化,得到了较好的结果.杜谨宏等人[14]合成了SBA-15负载的咪唑卡宾配体催化剂,催化剂中钯含量为1.09%,催化剂的表征结证明钯是以化合键的形式负载在催化剂表面上,负载后的催化剂仍然表现出SBA-15原有的介孔性质.实验中考察了该钯催化体系对偶氮染料废水脱色反应的催化效果,在催化作用下的H供体筛选表明,催化剂能有效的对甲酸作为H供体的脱色反应进行催化. 根据H供体的筛选实验结果,并综合考虑各种H供体环境影响认为最佳H供体脱色反应的试剂是甲酸.催化剂的重利用实验表明催化剂可以重复利用3次以上.3.2 钯催化Heck偶联反应合成C-C健Heck 反应（也称为Mizoroki-Heck 反应）是指在强碱的存在下,钯催化不饱和卤代烃与烯烃反应形成新的碳-碳键取代烯烃的偶联反应,经过近半个世纪的研究发展,Heck 反应已经成为比较成熟的有机合成方法广泛应用于复杂分子的合成中[15].2011年上海交通大学研究生彭智勇[15]在氮气保护下,向氮气置换过的25 毫升Schlenk 反应管中加入醋酸钯置换体系氮气置换后,用注射器加入丙烯酸甲酯（172.2 mg, 2 m mol)，丙酮3mL,三氟乙酸（34.2 mg, 0.3 mmol),室温搅拌5min 后，油浴70°C下回流反应20 小时.将溶剂真空浓缩,直接柱层析得到产品,分离得到了94%的收率,重复性非常好, 能顺利反应.3.2.1负载体钯催化Heck偶联反应合成C-C健尚筱洁等人[16]们课题组围绕富电子烯烃参与的氧化Heck 反应展开了研究.通过加入一个简单的配体,二甲基亚砜(DMSO),即能顺利实现一系列芳烃、杂环芳烃以及缺电子多氟芳烃与富电子如烯丙酯或烯丙醚的氧化Fujiwara-Moritani 偶联,我们考察了该体系中富电子烯烃与缺电子烯烃的分子间及分子内竞争反应.结果表明,在该反应条件下,苯乙烯与烯丙酯或丙烯酸酯反应的速率差别不大.[17]子间的Heck反应Heck反应能够广泛应用于SPOS是由于起始原料烯烃或者卤代芳烃易得.SPOS条件下的Heck-SPOS条件下的Heck反应是将卤代芳烃连接在聚合物载体上和可溶性的烯反应或者是将烯烃固定在载体和可溶性的卤代芳烃反应.对同类型的聚合物载体和同类型的催化体系,固载碘代芳烃比固载烯烃更有效分子内的Heck反应.载体上分子内的Heck反应主要优点是起始原料的假稀释效应能提高产率.3.2.2有配体钯催化Heck偶联反应合成C-C健2004年郑州大学研究生王岚[18]用几种不同方法制得了壳聚糖钯配合物催化剂,通过比较,它们对Heck应的催化性能相近.其中制备方法最简便的是在室温下通过与氯化钯乙醇溶液作用制得壳聚糖负载氯化钯黄色粉末,进一步在乙醇溶液中回流还原,制得壳聚钯配合物催化剂.还研究了壳聚糖钯配合物催化剂对不同反应底物的偶联反应,利用熔点测定、红外光谱、核磁共振氢谱对产物进行了分析测试,得到了较为满意的结果.李海胜[19]合成了一系列的四烷基胍、五烷基胍、六烷基胍卤盐及对应的离子液体.并首次将四烷基胍、五烷基胍用于钯催化的Heck 反应和Suzuki反应,证明了胍配位的钯催化剂是一类高效、耐氧化、对空气和水稳定的催化剂,为无膦催化体系的研究开辟了新的途径.3.3其他钯催化偶联联反应合成C-C健反应梁云等人[20]研究了在超临界二氧化碳和常规有机溶剂中钯催化末端炔烃的二聚反应及在含氮配体的作用下钯催化Stille交叉偶联反应..末端炔烃在氯化钯/Me3NO催化体系存在下,首次实现了无嶙配体和无胺的条件下自偶联生成对称的共扼二炔.在氯化钯和碘化亚铜作催化剂,三甲基氮氧化物做再氧化剂,醋酸钠做碱,乙睛做溶剂的条件下,各种末端炔烃在没有磷配体的参与都能高效地发生自偶联反应,且得到较高的产率.赵可清等人[21]采用改进的Pd 催化端炔自身偶联生成二炔苯并菲盘状液晶二聚体钯催化的Glaser 偶联反应已成功应用于新型液晶化合物的合成.合成的目标化合物体积较大,分子量在2000 左右. Ullmann 偶合反应是有机合成中构建碳—碳键最重要的方法之一,常用的零价钯催化剂催化芳烃发生Ullmann偶合反应为Pd/C,但是这一偶合过程需要提供化学计算量的零价钯,[22].利用钯催化合成C-C健的反应还有Yamamoto反应、Wessling反应、Glich反应、Honor反应、Wittig 反应、Hiyama反应、Sonogashira反应、Kumada反应、Negishi反应等[23].4 形成C-N健研究进展钯催化卤代芳烃胺基化反应是形成C Ar—N的重要方法[24].由于钯催化交叉偶联反应具有选择性好、产率高、合成步骤短等优点,在有机合成中的应用不断扩展[25].4.1钯催化Suzuki偶联反应合成C-N健4.1.1有配体钯催化Suzuki偶联反应合成C-N健人们对于金属配合物催化重氮化合物,目前人们一般接受Yates于1952年提出的亲电性金属卡宾模型的催化循环机理配合物的中心金属具有空的配位轨道,它作为亲电试剂进攻重氮化合物,与重氮化合物中带负电性的碳作用,接着不可逆地失去氮气,生成金属卡宾中间体[26].4.1.2无配位钯催化Suzuki偶联反应合成C-N健1996,Genet 课题组最早研究了Pd( OAc)2催化四氟硼酸芳基重氮盐和芳基硼酸的Suzuki 偶联反应. 2012年,宋少娟等人[27]的课题组采用一种新型纳米钯催化剂来催化芳基重氮盐和芳基硼酸的偶联反应,钯催化剂的用量是0.3 %,不需要加碱和任何配体,甲醇作溶剂室温下反应得到较高的收率.2010年杨伟波等人[28]成功地将Pd(0Ac)2/Et0H/DMA体系应用于氯代芳烃的Suzuki 反应.这是首例通过简单的有机溶剂组合来实现把催化无外加配体的氯代芳烃Suzuki反应.并成功地将Pd(0Ac)2/i一PrOH(50%)体系推广到无需外加配体的澳代芳烃Suzuki反应,实现了室温及空气条件下联苯类化合物的简便、高效合成.2012年宋晓晓等人[29]发展了一个在空气中高效活化溴代苯胺与芳基硼酸Suzuki偶联反应的Pd(OAc)2-DMF(N-N二甲基甲酰胺)/H20体系.4.1.3负载体钯催化Suzuki偶联反应合成C-N健碳材料由于来源广泛，化学稳定性很高，不溶于有机溶剂等显著的优点，是理想的Suzuki 偶联反应,催化剂的载体OcJ4,催化剂还可以不结合配体使用,因而可以在水相中、空气中发生反应.在特定的条件下,可以高效地催化氯代芳烃发生Suzuki偶联反应[30].4.2钯催化Heck偶联反应合成C-N健4.2.1负载体钯催化Heck偶联反应合成C-N健2003年,Roglans课题组利用二茂铁骨架负载钯催化剂催化重氮盐的Heck 偶联反应收率可高达100%值得一提的是,此反应中的催化剂可以回收,只是在回收之后循环利用的过程中需要加大催化剂用量和延长反应时间,回收率最高可达100%[27].4.2.2无配体钯催化Heck偶联反应合成C-N健2012年张斌林等人[31]发现,在空气和弱碱性条件下,无配体钯催化对硝基溴苯与二苯胺顺利发生C-N 偶联反应生成4-硝基三苯胺,反应条件温和,操作简便,他们对钯催化的二苯胺取代二苯胺以及具有和二苯胺结构类似的几种胺类和卤代芳烃的C-N 偶联进行比较详细的研究,此反应体系条件温和,可在空气中进行,不需加入配体,对于含吸电子基团的溴代芳烃有较高的反应产率,可应用于合成三苯胺及其衍生物.4.2.3有配体钯催化Heck偶联反应合成C-N健万青霞[32]设计合成了三种配体功能化离子液体—嶙配体功能化离子液体([BDPPMIM]pF6)、氮一麟双齿配体功能化离子液体([EPDDM砚]pF6)、以及叶琳功能化离子液体([H2TMpyP][I]4,[H2TBCMMimP][4],并将其分别与相应的普通离子液体溶剂配合使用,应用于把催化的Heck偶联反应中.由于离子液体溶剂和配体功能化离子液体对把催化剂的良好溶解作用和配位作用,仅保证了Heck偶联反应中把催化剂的活性、稳定性和良好的底物普适性,还使得相应的配体、离子液体溶剂和把催化剂被严格锁定在离子液体相,并得以循环使用,避免了有毒配体和把催化剂的流失以及对有机产品的污染,实现了绿色Heck偶联反应的目标.4.3其他钯催化偶联联反应合成C-N健反应C Ar—N键普遍存在于生物活性物及药物中,芳胺类化合物广泛用作药物、染料、杀虫剂,含有C Ar—N化合物的合成引起了研究者的兴趣.经典的合成方法有硝化还原法、Ullmann 合成法以及SNAr合成法[33].钯催化形成C-N健的反应还有Petasis反应、Buchwald-Hartwig 偶联反应.5形成C-O健进展5.1钯催化Heck偶合反应形成C-O健丙二烯衍生物参与的羰基化反应能够高效地合成一系列含有杂环的芳酮类化合物.钯催化Heck羰基化反应的亲核试剂已经从水、醇扩展到各种一级、二级胺和许多氨基酸.反应机理与醇作为亲核试剂相似,都经历了芳基卤化物对Pd的氧化加成,CO分子对芳基钯中间体Pd-C键的插入,催化剂的再生等过程[34].钯催化的不对称芳基化的反应,无论在学术上还是工业应用上不对称芳基转移反应都是非常重要的,Mizoroki 第一个报道了用芳基卤化物和磺酸盐作为底物实现了钯催化的芳基转移反应之后Heck 和Nolley 将这个反应变成了一个成熟的反应,广泛应以于有机合成当中[35].6展望近年来,钯催化反应得到了蓬勃的发展,尤其是离子液体,微波和微流反应技术的引入,已经使反应底物从活性较好的芳基溴芳基碘扩展到了反应活性较差的芳基氯.反应的条件也变得更加简单和温和.金属钯为贵金属.这就要求我们去寻求更为经济和活性更高的钯催化体系随着金属有机化学研究的不断深入.相信钯催化芳基卤化物羰基化反应将会迎来更为广阔的发展空间[34]钯催化偶联反应具有选择性好、产率高、合成步骤短等优点,在有机合成中的应用不断扩展.钯催化烯烃不对称羰基化化反应的研究也已经取得了很大的进展,特别是手性非甾体抗消物布洛芬等的高产率高对映选择性合成已实现工业化.近十几年来,钯催化不对称羰基化反应的研究受到了高度重视,在各方面都取得了丰硕的成果.但是如何进一步提高其区域选择性、对映选择性以及工业化等[36]参考文献：[1]问おう贵方は.2015-5-23./v55465083.htm[2]张智,张广鑫,李淑辉等.钯催化Suzuki 偶联反应的研究进展[J].综述与专论,2014,36(2):132-137.[3]张颖之,周振华,于志敏等.把配合物催化的芳基一芳基不对称偶联反应[J].有机化学,1989,(47):404-407.[4]崔元臣,赵晓伟,张纪伟等.氮配位的无磷聚合物负载钯配合物对Suzuki反应的催化性能[J].化学学报, 2006,64(1):42-46.[5] 龚军芳,刘广宇,朱玉等.环钯化二茂铁亚胺-三苯基膦配合物的合成/表征及催化Suzuki 反应研究[J].高等学校化学学报,2006,27(7):1266-1271.[6]于宏伟,官旻,童庆松等.醚基化二茂铁基膦配体的合成及其对钯催化的Suzuki 偶联反应的促进作用[J].应用化学, 2011,28(8):887-891.[7]倪邹建.钯催化无外加配体的水相Suzuki反应[D].大连:大连理工大学,2011.[8]张义霞.钯催化无外加加配体的纯水相Suzuki反应[D].大连:大连理工大学,2013.[9]史振明,王海洋,李佳哲等.负载钯催化Suzuki偶联反应的研究进展[J].综述与专论,2014,36(4):290-294.[10]徐宁,王全瑞,陶凤岗.Merrifield树脂负载的膦钯催化剂制备及其在Suzuki反应中的应用[J].有机化学,2005,25(4):455-461.[11]颜美,冯秀娟.负载钯催化的Suzuki 偶联反应研究进展[J].综述与专注,2012,30(5):623-632.[12]王旭.负载型无配体纳米Pd 催化剂的制备与催化Suzuki偶联反应的研究[D].齐齐哈尔大学:齐齐哈尔大学,2013.[13]吴玉峰.木质素及其衍生物负载型催化剂的制备及其对C一C偶联反应的催化性能研究[D].开封:河南大学,2009.[14]杜谨宏.有机偶氮染料还原脱色研究[D].昆明:昆明理工大学,2005.[15]彭智勇.钯催化的偶联反应及其机理研究[D].上海:上海交通大学,2011.[16]尚筱洁,柳忠全.钯催化芳烃/烯烃与烯丙酯的氧化Heck交叉偶联反应的最新研究进展[J].有机化学专题研究,2015,(35):522-527.[17]郝树林,张政朴刘长令.固相有机合成中钯催化的交叉偶联反应研究进展[J].高分子通报,2011,(7):1-23.[18]王岚.壳聚糖把配合物催化剂的制备、表征及其在Heck反应中的应用研究[D].郑州:郑州大学,2004.[19]李胜海.胍、胍盐离子液体的合成及其在钯催化C-C键偶联反应中的应用[D].吉林:吉林大学,2006.[20]梁云.钯催化的炔烃二聚反应和芳香卤代烃Stille偶联反应[D],长沙:湖南师范大学2005.[21]赵可清,周慧,余文浩等.钯催化偶联反应合成刚性桥连的苯并菲盘状液晶二聚体[J].化学学报,2011,69(16):1895-1092.[22]梁云,李金恒.钯催化卤代芳烃Ullmann偶合反应[J].有机化学.2005,25(2):147-151.[23]高兴文.有机功能材料化学讲义[M].2014.[24]林润雄,常冠军,孙立水.卤代芳烃胺基化反应研究进展[J].青岛科技大学学报(自然科学版),2009,30(6):510-517.[25]陈新兵,安忠维.钯催化交叉偶联反应催化剂的研究进展[J].应用化工,2000,29(3):3-11.[26]严国兵,匡春香,彭程等.钯催化重氮化合物反应的研究进展[J].有机化学,2009,29(6):813-821.[27]宋少娟,邵中奇,李兴等.钯催化芳基重氮盐偶联反应的研究进展[J].化学试剂,2013,35(9):809-814.[28]杨伟波.把催化无外加配体的Suzuki反应[D].大连:大连理工大学,2010.[29]宋晓晓.钯催化无配体的Suzuki反应合成芳基苯胺衍生物[D].大连:大连理工大学2012.[30]张井峰,白雪峰.无机物载体负载钯催化Suzuki偶联反应研究进展[J].化学与黏合.2010,32(5):54-57.[31]张斌林.空气中无配体Pd催化C-N偶联反应:卤代芳烃胺化反应研究[D].成都:成都理工大学2012.[32]万青霞.氮、磷配体功能化离子液体的合成及其在Heck偶联反应中的应用[D].上海:华东师范大学,2009.[33]刘蒲,李三华,李利民等.钯催化卤代芳烃的胺化反应研究[J].化学进展,2005,17(2):286-292.[34]尹静梅,阳强,贾颖萍等.钯催化芳香族卤化物羰基化反应的研究进展[J].天然气化工,2008，33(6):61-72.[35]刘超.钯催化的不对称偶联及N-酰基-N,O-缩醛的芳基化反应[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2014.[36]夏九云,杨定乔,龙玉华.钯催化烯烃不对称羰基化反应的研究进展[J].有机化学,2011,31(5):593-602.。
钯催化多米诺Heck-偶联反应合成4-烷基取代异喹啉衍生物的研究
钯催化多米诺Heck-偶联反应合成4-烷基取代异喹啉衍生物的研究钯催化多米诺Heck/偶联反应合成4-烷基取代异喹啉衍生物的研究概述：异喹啉是一类重要的杂环化合物，具有广泛的生物活性和药理学应用。
通过合成4-烷基取代异喹啉衍生物，可以获得具有多种药理作用的分子。
本文主要介绍了钯催化多米诺Heck/偶联反应在合成4-烷基取代异喹啉衍生物中的应用，并对反应机理、优化条件以及合成产物的结构和性质进行了详细探讨。
一、介绍1.1 异喹啉的重要性异喹啉是一类氮杂环化合物，具有独特的分子结构和多种药理活性。
其广泛应用于药物、材料科学等领域。
例如，4-烷基取代异喹啉衍生物具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤等多种药理活性。
1.2 钯催化多米诺Heck/偶联反应的优势钯催化多米诺Heck/偶联反应能够实现复杂分子的高效合成，并且该反应具有高效性、高选择性和可控性等优势，成为合成药物和功能材料的重要手段。
二、钯催化多米诺Heck/偶联反应的机理2.1 Heck反应机理Heck反应是钯催化下的亲电取代反应，通过底物的烯烃与烯丙基配体进行氧化加成反应，生成取代烯烃。
2.2 偶联反应机理偶联反应是指双官能团底物通过钯催化下的交叉偶联反应，生成目标产物。
三、钯催化多米诺Heck/偶联反应合成4-烷基取代异喹啉衍生物的研究进展3.1 钯催化合成4-烷基取代异喹啉的前体首先，需要合成4-烷基取代异喹啉的前体，该前体是进行多米诺反应的关键。
3.2 多米诺Heck/偶联反应条件的优化确定催化剂种类和量、溶剂体系、反应温度、反应时间等条件，对多米诺Heck/偶联反应进行优化。
3.3 合成产物的结构和性质表征通过核磁共振波谱（NMR）、质谱（MS）等手段对合成的4-烷基取代异喹啉衍生物进行结构和性质的表征。
四、展望钯催化多米诺Heck/偶联反应合成4-烷基取代异喹啉衍生物的研究已取得一定进展，但仍存在一些问题亟待解决。
例如，反应的产率和选择性有待进一步提高，反应条件还需要进一步优化。
钯催化的反应总结
钯催化的反应总结引言钯（Palladium，Pd）是一种常见的过渡金属催化剂，它在有机合成中有着广泛的应用。
由于钯具有良好的催化活性、选择性和功能多样性，钯催化反应已成为有机合成领域备受关注的重要研究方向之一。
本文将对钯催化的一些重要反应进行总结，以便更好地了解和应用这些反应。
催化剂的选择在钯催化反应中，催化剂的选择起着至关重要的作用。
常见的钯催化剂包括[Pd(PPh3)4]、Pd(PPh3)2Cl2、Pd(OAc)2等，这些催化剂具有良好的催化性能和稳定性。
此外，还可以通过对催化剂进行配体修饰来改变其催化性能，如引入膦配体、氨基配体等。
钯催化的碳-碳键形成反应1. Heck反应Heck反应是钯催化的一个重要的碳-碳键形成反应，它通过亲电性或亲核性的烷基化试剂与不饱和化合物间的交叉偶联，在构建碳-碳键的同时保留官能团的特点。
通常情况下，该反应需要碱的存在，并在乙酸盐氛围中进行。
Heck反应适用于合成各类芳香烃、乙烯烃、酮类等化合物。
2. Suzuki-Miyaura偶联反应Suzuki-Miyaura偶联反应是钯催化的另一个重要的碳-碳键形成反应。
该反应利用有机硼酸酯与卤代化合物在碱的存在下进行交叉偶联，生成对应的芳香烃。
Suzuki-Miyaura偶联反应具有底物宽容性和功能团兼容性高的优点，被广泛应用于有机合成中。
钯催化的碳-氮键形成反应1. Buchwald-Hartwig氨基化反应Buchwald-Hartwig氨基化反应是钯催化的一种重要的碳-氮键形成反应，可以将芳香或烯丙基溴化物与氨或胺类化合物发生反应，生成相应的胺化物。
该反应具有反应条件温和、底物宽容性好的特点，被广泛应用于药物合成和天然产物的合成等领域。
2. Sonogashira偶联反应Sonogashira偶联反应是钯催化的一种重要的碳-氮键形成反应，它通过芳香溴化物或卤代烯烃与炔烃发生偶联反应，生成相应的炔烃衍生物。
Sonogashira偶联反应具有底物宽容性好、反应条件温和的特点，被广泛应用于有机合成中。
Buchwald反应的最新进展资料
Buchwald coupling Reaction 15
目前最好的配体之一，对1 级胺的选择性最高。
Pd NH2 L Cl
6: L=BrettPhos
B. P. Fors, D. A. Watson, M. R. Biscoe and S. L. Buchwald, J. Am.Chem. Soc., 2008, 130, 13552– 13554.
2.1 配体 2.2 钯催化剂 2.3 溶剂 2.4 碱
Buchwald coupling Reaction 6
Buchwald coupling Reaction 7
2.1 Buchwald配体
Buchwald coupling Reaction 8
2.1 Buchwald配体 活性较好的配体
Buchwald coupling Reaction 4
1.3 Buchwald反应的起源
麻省理工学院的Buchwald在1994重新发现了这一反应类型
耶鲁大学的Hartwig在1994年同时发现了这一反应类型
Buchwald coupling Reaction 5
2. Buchwald反应的影响因素
1070663-78-3 787618-22-8
564483-18-7 564483-19-8
1g/Aldrich/￥490 5g/SCRC/￥800 g/Aldrich/￥451
857356-94-6 1g/Aldrich/￥3034
1160861-53-9
657408-07-6 213697-53-1
D. W. Old, J. P. Wolfe and S. L. Buchwald, J. Am. Chem. Soc.,
钯催化剂的新应用进展
钯催化下的交叉偶联反应
金属催化剂钯的交叉偶联反应摘要:金属钯催化剂具有无可替代的催化活性和选择性，钯催化交叉偶联反应是一类用于碳碳键形成的重要化学反应，在有机合成中应用十分广泛。
本文综合概述了钯催化交叉偶联反应的原理和发展，简单介绍了它的应用领域。
关键词:钯催化剂；交叉偶联反应；赫克反应；铃木反应；根岸反应Abstract：Metal palladium catalyst has irreplaceable catalytic activity and selectivity, palladium catalyzed cross-coupling reaction is a kind of important chemical reaction for the formation of carbon-carbon bonds, are widely used in organic synthesis.The paper summarizes the palladium-catalyzed cross-coupling reaction principle and development of simple and introduces its application field.Key words：Palladium catalyst.Cross-coupling reaction;Heck reaction;Suzuki reaction;Negishi reaction0引言碳是构筑有机物和生命的基本材料，通过在“碳骨架”上嫁接其他功能性“化学模块”，有机物和生命体方才表现出千变万化的特质。
化学家，特别是有机化学家们要做的，就是以人工手段，将各种物质分子以碳化合物“裁剪”、“缝合”，创造出自然界所不存在的新物质。
但是要“裁剪”碳并不简单。
碳原子非常稳定，它们之间要联接起来，必须要找到一种让碳原子活跃起来的方法。
2010年度的三位获奖化学家，就是利用钯来作为催化剂。
金属钯催化的碳-碳偶联反应
金属钯催化的碳-碳偶联反应中文在有机化学中，C-C键的形成是有机合成研究的重要内容，而纳米过渡金属催化的偶联反应则是形成C-C键的一种有效手段。
在经典的纳米过渡金属催化的C-C偶联反应的基础上，我们不断寻找新的催化剂，优化反应体系，以期使传统的C-C偶联反应达到更好的效果。
本文中，我们采用一种新的磁性纳米Pd/Fe3O4/s-G催化剂，利用一锅法从芳胺衍生物出发，通过对反应条件的优化，分别采用亚硝酸叔丁酯和BF3•Et2O为重氮化试剂和添加剂，在甲醇溶剂中保持60 ℃反应5小时，经过重氮化/Suzuki偶联反应，成功实现了芳胺与芳基硼酸衍生物的交叉偶联反应。
该反应是对经典Suzuki反应的有益补充，同时也为联芳基类化合物的形成提供了新的论文方法。
与此同时，我们对新的磁性纳米Pd催化剂的循环实验进行了研究，结果表明，该催化剂能够重复使用4次并且保证催化效率基本不变，且易于通过磁性分离进行回收。
近几年来，非活性的C-H键官能化反应一直是有机化学中的研究热点。
虽然在C-H活化方面各国的研究学者已经取得了很大进展，但是将C-H键直接转化成C-C、C-X、C-N、C-O、C-S 键等，仍然是具有挑战性的课题。
虽然已有多种官能团被用于导向的C-H键活化，但Pd催化的以乙酰基为导向基团的C-H活化反应目前仅有过一例报道。
在本文中，我们以芳香酮类化合物和烯烃为底物，以Pd(OAc)2为催化剂，Cu(OAc)2•H2O为氧化剂，完成了酰基邻位sp2 C-H键活化氧化Heck反应。
该反应是导向的氧化C-H官能化反应的一个新的发展。
译文In the field of organic chemistry, the formation of C-C is an important content of organic synthesis, while the nano transition-metal-catalyzed cross-couplings are the effective measures of the formation of C-C. In the basement of classical C-C cross-couplings, we keep looking for new catalysts and optimizing reaction systems in order to make traditional C-C cross-couplings to achieve better effect. In this article, a new, magnetic Pd/Fe3O4/s-G-catalyzed one-pot diazotization/cross-coupling of anilines and arylboronic acids has been developed. Through the on-going optimation of our reaction, we at last choose tBuONO as diazo reagent and BF3•Et2O as the additive. The experiments are conducted in MeOH at sixty degrees celsius and the reaction time is five hours. This process complemented the traditional Suzuki cross-couplings and provided a more economic approach for the preparation of biaryl products. At the same time, we have also studied the cycle test of our new catalyst. It turned out that this kind of catalyst can be reused four times and the effect is largely unchanged. The recycling of the catalyst is very convenient through magnetic separation. In recent years, the activation of inact C-H has been the researchfocus of organic chemistry. Although there has been great progress on the activation of C-H around the world, we still face huge challenges in transforming C-H to C-C, C-X, C-N, C-O, C-S directly. There is only one case of Pd-catalyzed reactions about the activation of C-H with acetyl as the directing group though a lot of functional groups have been used in directed C-H activation. In this article, Pd(OAc)2 and Cu(OAc)2•H2O are served as the catalyst and oxidant separately. We use aromatic ketone derivatives and olefins as our reaction substrates and achieve the ortho-activation of sp2 C-H and oxidative Heck reaction smoothly. This is a new development of directed and oxidative functionalization of C-H.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1160861-60-8
9
0.25g/Aldrich/￥2800 1g/Alfa/￥548
1g/Aldrich/￥533 1g/Aldrich/￥479
Buchwald coupling Reaction
2.1 配体
此配体同时适用Suzuki和Ketone Arylation反应
D. W. Old, J. P. Wolfe and S. L. Buchwald, J. Am. Chem. Soc., 1998,120, 9722–9723. Buchwald coupling Reaction
其后，(5b) 中的一个卤原子被胺取代，形成中间体 (7)，(7) 被强碱 (8) 去 质子化，生成 (9)。然后 (9) 有两种可能的转化方式，一是发生还原消除生成 需要的产物芳胺 (10)，二是发生 β-氢消除生成副产物芳烃 (11)和亚胺 (12)。 两种情况下 Pd-L 物种都获得再生，进入下一个催化循环。
用水做溶剂，给出了很好的结果， 说明XPhos不是很容易被氧化
Buchwald coupling Reaction
13
X. H. Huang, K. W. Anderson, D. Zim, L. Jiang, A. Klapars and S. L. Buchwald, J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 6653–6655.
Buchwald coupling Reaction
18
2.2 钯催化剂
[Pd(allyl)Cl]2型钯催 化剂反应实例之一
X. H. Huang, K. W. Anderson, D. Zim, L. Jiang, A. Klapars and S. L. Buchwald, J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 6653–6655.
Buchwald coupling Reaction
12
酰胺和磺酰芳烃反应的首次报道
Buchwald coupling Reaction
4
1.3 Buchwald反应的起源
麻省理工学院的Buchwald在1994重新发现了这一反应类型
耶鲁大学的Hartwig在1994年同时发现了这一反应类型
Buchwald coupling Reaction
5
2. Buchwald反应的影响因素
2.1 配体 2.2 钯催化剂
2.3 溶剂
2.4 碱
Buchwald coupling Reaction
6
Buchwald coupling Reaction
7
2.1 Buchwald配体
Buchwald coupling Reaction
8
2.1 Buchwald配体 活性较好的配体
1070663-78-3
Buchwald coupling Reaction
15
目前最好的配体之一，对1 级胺的选择性最高。
L
Pd
NH2 Cl
6: L=BrettPhos
B. P. Fors, D. A. Watson, M. R. Biscoe and S. L. Buchwald, J. Am.Chem. Soc., 2008, 130, 13552– 13554.
787618-22-8 1g/Aldrich/￥490
564483-18-7
564483-19-8
857356-94-6 1g/Aldrich/￥3034
5g/SCRC/￥800 1g/Aldrich/￥451
1160861-53-9
657408-07-6
213697-53-1
224311-51-7
Buchwald Coupling Reaction
1
Today’s Outline
1. Buchwald反应概述 2. Buchwald反应的影响因素
3. 常用Buchwald反应条件总结
4. Buchwald反应优化原则
Buchwald coupling Reaction
2
1. Buchwald 反应概述
Buchwald coupling Reaction
16
2.2 钯催化剂
活性催化中心都是 Pd(0)中间态
Buchwald coupling Reaction
17
2.2 钯催化剂
1 cas 1148148-01-9 2 cas 1028206-56-5 1g/Aldrich/￥1900 3 cas 1028206-58-7 4 cas 1028206-60-1 5 cas 1142811-12-8
Br S R O OH S
+
HO B OH
R
OH O
Na2CO3/Pd(PPh3)4 2-ethoxy-ethanol Pd2(dppf)Cl2 /Na2CO3 2-ethoxy-ethanol
K3PO4 /PCy3 /Pd2(dba)3
Fail
failed
toluene
K3PO4 /X-phos /Pd2(dba)3
10
此配体同时适用Suzuki和Ketone Arylation反应
J. P. Wolfe and S. L. Buchwald, Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 2413–2416. Buchwald coupling Reaction
11
拓展了反应底物的类型
1.1 Buchwald反应的定义
钯催化和碱存在下胺与卤代芳基，烯烃基和杂环芳基的交叉偶 联反应，产生C-N键，生成胺的N-芳基化产物。
其通式如下：
Buchwald coupling Reaction
3
1.2 Buchwald反应机理
首先， Pd(II) 催化剂 (1)被还 原为活性的 Pd(0) 物种 (2)， (2) 脱去一个配体形成 (3)， 进入催化循环。芳卤 (4)与 (3) 发生氧化加成成中间体 (5)， (5) 与自身二聚物 (5b) 形成 平衡。
failed
toluene
success
Buchwald coupling Reaction
14
能有效催化卤代杂环芳烃的C-N偶 联反应，另外对2级胺的反应选择 性很好
M. D. Charles, P. Schultz and S. L. Buchwald, Org. Lett., 2005, 7,3965–3968.