2006()碱性离子液体中钯催化的Heck偶联反应
钯催化交叉偶联反应
钯催化的交叉偶联反应一、偶联反应综述1．交叉偶联反应偶联反应，从广义上讲，就是由两个有机分子进行某种化学反应而生成一个新有机分子的过程。
狭义的偶联反应是涉及有机金属催化剂的碳－碳键生成的反应，根据类型的不同，又可分为自身偶联反应和交叉偶联。
交叉偶联反应是一个有机分子与另一有机分子发生的不对称偶联反应。
2．碳碳键形成的重要性新碳－碳键的形成在有机化学中是极其重要的。
人们了解了天然有机物质的结构和性能，并根据有机物质的结构，通过碳原子组装成链，建立有机分子，最终实现天然有机物质的人工合成。
目前为止，人类已经利用有机合成化学手段创造出几千万种物质，且越来越多的有机物质已经广泛应用到制药、建材、食品、纺织等人类生活领域，我们的生活也几乎离不开有机物了。
合成药物、塑料等有机物质时，需要用小的有机分子将碳原子连接在一起构建新的复杂大分子，因而有机合成中高效的连接碳－碳键的方法是有机合成化学中的重要工具。
从以往该领域诺贝尔化学奖的授予情况也可以看出合成新碳－碳键的重要性:1912年维克多·格林尼亚因发明格林尼亚试剂——有机镁试剂获奖，1950年迪尔斯和阿尔德因发明双烯反应迪尔斯－阿尔德反应获奖，1979年维蒂希与布朗因发明维蒂希反应共同获奖，2005年伊夫·肖万、罗伯特·格拉布、理查德·施罗克因在有机化学的烯烃复分解反应研究方面作了突出贡献获奖。
3．有机合成中的钯催化交叉偶联反应随着时代发展，合成有机化学的研究愈加深入，20世纪后半期，科学家们发现了大量通过过渡金属催化来创造新有机分子的反应，促使有机合成化学快速发展。
特别是赫克、根岸英一和铃木章发现的钯催化交叉偶联反应，为化学家们提供了一个更为精确有效的工具。
三位科学家发现的钯催化交叉偶联反应中都使用了金属钯作为反应的催化剂，当碳原子与钯原子连在一起时，钯原子唤醒了“懒惰”的碳原子但又不至于使它太活泼，于是形成温和的碳－钯键，在反应过程中，钯原子又可以把别的碳原子吸引过来，形成另一个金属－碳键，此时两个碳原子都连接在钯原子上，它们的距离足够接近而发生反应，生成新的碳－碳单键。
2006()离子液体及其在偶联反应中的应用
第19卷第11期 武汉科技学院学报Vol.19 No.11 2006年11月 JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND ENGINEERING Nov. 2006离子液体及其在偶联反应中的应用侯建国（南昌理工学院生物环境工程系，江西南昌 330013）摘要：离子液体易于循环利用从而减少对环境的污染，已从许多实验得到证实。
而离子液体中的偶联反应是合成C-C键最有效方法之一，近几年来一直是催化化学和有机合成的研究热点。
本文简要介绍离子液体的分类、物理化学特性、合成，及离子液体在偶联反应中的应用。
关键词：离子液体；绿色溶剂；分类；合成；物理化学特性；偶联反应；应用中图分类号：O6 文献标识码：A 文章编号：1009－5160(2006)－0038－04挥发性的有机溶剂可影响全球气候变化、城市空气质量变坏、人类疾病等等。
Montreal协议的签署导致迫切需要对化学过程进行重新评价。
典型例子是荷兰的DuPont Hypalon工厂最近由于使用氟代烃溶剂而被关闭。
目前有4种方案可选择：(1)无溶剂合成；(2)用水作溶剂；(3)用超临界流体作溶剂；(4)用离子液体作溶剂。
其中离子液体是近年来绿色化学的研究热点之一，因为离子液体在工业有机化学品的清洁合成方面显示出潜在的应用前景。
1 离子液体的种类及特性1.1 离子液体的种类1914年发现了最早的离子液体 [ EtNH3][NO3](熔点12)℃。
20世纪40年代英国科学家无意中将氯化烷基吡啶和无水三氯化铝混合时制备一种高导电性的不挥发室温离子液体后，对离子液体的合成及其应用才开始进行广泛研究。
那时，化工学者研究最多的是二烷基咪唑或烷基吡啶的卤化物与 AlCl3或AlBr3的混合物，这些混合物表现出低共熔点，并表现出有意义的化学性质如超酯性，主要用于电化学和化学反应中。
它既作溶剂同时也可作催化剂，但其热稳定性差、在空中化学性质不稳定，使用较不方便。
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。
HECK反应
神经系统药物2-芳基氧杂唑喹啉酮的合成
2-芳基氧杂唑喹啉酮4 被发现对GABA 受体有极强的亲和力，通过竞 争GABA 受体减弱GABA 对中枢神经系统的抑制，具有抗精神抑郁， 提高记忆力的作用[29]。有关它的合成早有报道，这些方法都由于涉 及3-氨基-4-羟基-2-喹啉酮不稳定中间体的制备[30]，环化条件苛刻而 受到限制。Hodgetts 等[31]报道了用Heck 反应合成的方法，取得较 好的效果。同时还报道了2-芳基硫杂唑喹啉酮的合成，该物质是前一 物质的生物电子等排体，具有相似的活性，合成方法类似。反应从很 简单的原料2-氯氧杂唑-4-醋酸酯1 开始，经Suzuki 反应引入一个芳环 得到2，2 与卤代硝基苯经分子间的Heck 反应引入另一个芳环得到3， 最后构建喹啉环得到4。反应如下：
1972年，Heck 对沟吕木勉的反应稍作改进，采取无溶剂条 件，并改用乙酸钯催化和有位阻的三正丁胺作碱。
（上述两个反应中的活性催化物种钯(0) 都是由钯与烯烃配位而产生。）
1974年，HLeabharlann ck 向反应引入膦配体。3.脲配体
自2005年，Yang等使用硫脲作为配体使用 在钯催化的Pauson -Khand反应中并得到很好的 效果。其后，2008年，Cuo课题组第一次报道了 用苯基硫脲作为配体参与2一溴苯胺和链内炔烃合 成吲哚的反应。实验证暇苯基硫脲是合成2,3-位 二取代吲哚环的最佳配体，其不仅具有很好的产 率而且还具有区域选择性。
5.酮配体
2007年．Guo等用双羰基化合物乙酰丙酮做配体0.1mol% 催化量的 Pd（OAc）2 催化溴苯的Heck反应，取得了较 好的效果，这表明酮可以作为配体应用于钯催化的偶联反 应，但是由于乙酰丙酮的挥发性和毒性限制了它的应用。
Pd催化的偶联反应-MA070818
NO2
3-吡啶基二乙基硼烷是一个对空气和水份稳定的化合物, 可以用来作杂环的芳化反应。
MeOC N Br + N BEt2 Pd(PPh3)4 aq. NaOH,/பைடு நூலகம்Bu4NCl THF Synthesis 1984, 936. MeOC N N
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2. 有机硼试剂的合成
通过二硼烷频哪酯制备芳基硼酸酯示例
O O B B O O
O B O
Br Pd(dppf)Cl2 KOAc DMSO, 80℃, 98 %
J. Fluorine Chem.; 2005, 126(4), 483
通过二硼烷频哪酯制备芳基硼酸酯示例
OH B HO2C OH OH toluene, reflux HO2 C OH O B O
ArOTf MeBF3K + or ArX
Pd(dppf)Cl2 ArMe Cs2CO3 THF / H2O= 1: 1
Pd(PPh3)4 B(OH)2 + ArX aq. Ba(OH)2 DME, 80℃ J. Am. Chem. Soc.; 120; 28; 1998; 6920-6930. Ar
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3. Suzuki偶联的应用
有时候可以将大位阻芳基硼酸转化为硼酸酯，可以取得满 意的结果。
F Cl Br N NH CN F R O B R O CN Conditions Cl N NH
反应完后通常加入稀盐酸酸化直接高收率地得到芳基硼酸酯。
RLi
钯催化Heck偶联反应
JINGGANGSHAN UNIVERSITY本科毕业论文题目苯硼酸参与的Heck偶联反应学院 __化材学院___________ 专业化学 _____班级 _____________学号 ________姓名 xxx指导教师 ooo起讫时间___________教务处印制I井冈山大学化学化工学院本科毕业论文摘要钯催化的Heck偶联反应是形成C-C键的一种重要的方法。
与其他的偶联反应相比，Heck偶联反应具有较强的区域选择性和立体专一性。
本论文主要研究了在氯化钯催化体系下，以苯硼酸和丙烯酸叔丁酯的反应为模板反应，讨论了氧化剂，不同离子液体，离子液体与水比例等因素对反应产率的影响。
该反应的最优化条件是：空气，K2CO3，TBAB，CuSO4，85℃，10小时。
关键词: Heck反应；离子液体/水；苯硼酸i井冈山大学化学化工学院本科毕业论文AbstractThe palladium-catalyzed Heck coupling reaction is one of the most useful tools for the formation of C-C bonds. Compared with other coupling reaction, Heck coupling reaction showed strong regioselectivity and stereospecificity. I n this thesis, phenylboronic acid and t-butyl acrylate were chosen as the model reaction, the effect of Oxidants, different ionic liquids, ionic liquids and water ratio on this transformation was investigated, respectively. The optimized reaction conditions were approved as: air, K2CO3, TBAB, CuSO4, 85 ℃, 10 hours.Keywords: Heck reaction; Ionic liquids/Water; Phenylboronic acidii井冈山大学化学化工学院本科毕业论文目录摘要 (i)Abstract ..........................................................................................................................i i 目录. (1)1引言 (2)1.1 Heck偶联反应的研究背景 (2)1.l.1 Heck偶联反应的定义 (2)1.1.2 Heck偶联反应的机理 (2)1.2 绿色反应体系下Heck偶联反应的最新研究进展 (3)2实验部分 (4)2.1 实验准备 (4)2.1.1 薄层硅胶板的铺制和活化 (5)2.2主要仪器和试剂 (6)2.2.1仪器 (6)2.2.2试剂 (6)2.3实验方法 (7)3 结果和讨论 (9)3.1不同种类氧化物对反应的影响 (9)3.2不同种类离子液体对反应的影响 (9)3.3离子液体与水不同混合比例对反应的影响 (9)4总结 (10)参考文献 (10)致谢 (12)I井冈山大学化学化工学院本科毕业论文21引言Heck 反应是一类重要的形成C-C 键的反应, 在过去的30多年中已经逐渐发展成为一种应用日益广泛的有机合成方法[1] ，而在有机合成中，以过渡金属催化进行高选择性的合成研究一直是有效的C-C 形成的重要方法[2] 。
Heck反应
条件改进研究 Oshima等还发现CoCl2(dppb)可以催化6-卤-1-己烯的分子 内Heck反应, 得到环状化合物并且具有较好的产率。
Org.Lett. ,2002, 4, 225
条件改进研究 微波反应研究 Karl等以对溴苯甲醚和丙烯酸丁酯为底物，在微波下进行 了Heck反应。反应时间大大缩短，产物的收率也没降低。
Tetradron Lett., 2003,
合成应用实例 抗癌药物(S)-Camptothecin的合成 (S)-Camptothecin（喜树碱）是一种从喜树中分离出来的 五个环的稠环生物碱，是一种重要的抗癌药物先导化合物。
J. Am. Chem. Soc., 1992, 114,10972
合成应用实例 前列腺素水溶性类似物Beraprost的合成
Beraprost（贝前列素）是前列腺素的一种衍生物，具有 口服抗血栓活性，水溶性好，而且稳定，细胞毒性也小。
Org Lett., 2003,5(20),370
条件改进研究
条件改进研究
负载型催化剂研究 01
新型金属催化剂研究 02
微波反应研究
03
不对称的Heck反应研究 04
条件改进研究 负载型催化剂研究
J. Am. Chem. Soc.,2003, 125,
SUCCESS
THANK YOU
2020/2/23
·相关背景介绍
Richard F. Heck
1931年 生于美国马萨诸塞州 1952年 加州大学洛杉矶分校理学学士 1954年 加州大学洛杉矶分校博士学位 1971年 特拉华州大学化学与生物化学系 2010年 诺贝尔化学奖
反应及其机理 卤代芳烃或烯烃与乙烯基化合物在过渡金属催化下形成
钯催化交叉偶联反应
钯催化交叉偶联反应钯催化交叉偶联反应2010-10-26 17：32钯催化交叉偶联反应摘要钯催化交叉偶联反应是一类用于碳碳键形成的重要反应，在有机合成中应用十分广泛。
钯催化交叉偶联反应-简介为制造复杂的有机材料，需要通过化学反应将碳原子集合在一起。
但是碳原子在有机分子中与相邻原子之间的化学键往往非常稳定，不易与其他分子发生化学反应。
以往的方法虽然能令碳原子更加活跃，但是，过于活跃的碳原子却又会产生大量副产物。
而用钯作为催化剂则可以解决这个问题。
钯原子就像"媒人"一样，把不同的碳原子吸引到自己身边，使碳原子之间的距离变得很近，容易结合--也就是"偶联"。
这样的反应不需要把碳原子激活到很活跃的程度，副产物比较少，因此更加精确而高效。
赫克、根岸英一和铃木章通过实验发现，碳原子会和钯原子连接在一起，进行一系列化学反应。
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。
钯催化交叉偶联反应-应用如今，"钯催化交叉偶联反应"被应用于许多物质的合成研究和工业化生产。
例如合成抗癌药物紫杉醇和抗炎症药物萘普生，以及有机分子中一个体格特别巨大的成员--水螅毒素。
科学家还尝试用这些方法改造一种抗生素--万古霉素的分子，用来灭有超强抗药性的细菌。
此外，利用这些方法合成的一些有机材料能够发光，可用于制造只有几毫米厚、像塑料薄膜一样的显示器。
科学界一些人士表示，依托"钯催化交叉偶联反应"，一大批新药和工业新材料应运而生，这三名科学家的科研成果如今已经成为支撑制药、材料化学等现代工业文明的巨大力量。
钯催化交叉偶联反应-诺贝尔奖2010年10月6日在瑞典皇家科学院举行的新闻发布会上，瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克首先宣读了获奖者名单。
他说，赫克、根岸英一和铃木章在"钯催化交叉偶联反应"研究领域作出了杰出贡献，其研究成果使人类能有效合成复杂有机物。
浅议钯催化的偶联反应
图 3 Suzuki 偶联及其反应机理
由于 Suzuki 偶联反应条件温和，可以在水中进 行，原料低毒易得，区域选择性好等诸多优点，该反 应获得了广泛的认同和应用，随着水相反应、微波合 成、固相合成等绿色合成方法的发展，该反应在材料 合成及 天 然 产 物 的 合 成 中 获 得 了 更 为 广 泛 的 应 用［5］。 3 Negishi 偶联反应
参考文献
［1］ HeckR F ． Acylation ，methylation ，and carboxyalkylation of olefins by group VIII metal derivatives ［J ］． J Am Chem Soc，1968，90 （ 20） ： 5518 － 5526．
（ 本文文献格式： 何 林，杜广芬，顾承志，等． 浅议 钯催化的偶联反应［J］． 山东化工，2011，40（ 11） ： 55 － 58． ）
Heck 偶联、Suzuki 偶联、Negishi 偶联反应是有 机合成中最常用的碳 － 碳键形成反应，经过几十年 的发展，这类钯催化的偶联反应适用范围广，用途广 泛，将诺贝尔化学奖授予钯催化偶联反应的重要发 现者，也充分说明了这类反应的重要意义。当然，钯 催化的反应还有很多工作要做，比如活泼性差的羧 酸酯参与的偶联反应，最近北大施章杰小组已经取 得重要进展［10］，再如活泼性差的氯代烃参与的偶联 及不对称偶联反应，还需要做大量的工作。
图 4 Negishi 偶联反应
Negishi 偶联反应的机理与 Suzuki 偶联反应极 其类似，同样经过氧化加成、转金属化、还原消除三 个主要的步骤。与 Heck 偶联和 Suzuki 偶联不同的
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。