卤代芳烃和苯硼酸的Suzuki偶联反应研究进展
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收稿日期:2010-09-16.基金项目:辽宁省教育厅资助项目(No :2008T002).作者简介:汤立军(1972-),男,副教授,博士(后),从事功能有机化合物的合成及应用教学科研工作.纯水介质中Suzuki 偶联反应的最新研究进展汤立军,魏恭繁,赵国有(渤海大学化学化工与食品安全学院,辽宁锦州121013;辽宁省功能化合物的合成与应用重点实验室,辽宁锦州121013)摘要:Suzuki 偶联反应是构筑联芳烃类化合物的重要方法之一。
主要对最近几年报道的在纯水介质中完成的Suzuki 偶联反应,包括应用新催化体系、微波促进以及其他非传统方法下进行的Suzuki 偶联反应作一综述。
关键词:纯水介质;Suzuki 偶联反应;微波;配体;纳米钯中图分类号:O621.3文献标识码:A 文章编号:1673-0569(2011)02-0139-09Suzuki 偶联反应在选择性构建碳碳键,尤其是在aryl -aryl 键的构建方面是最多样化、应用最广泛的反应〔1-4〕,近年来一直是催化化学和有机化学的研究热点。
许多天然产物、药物、染料以及功能材料(如导电高分子、液晶材料)等都含有联芳烃结构,因此Suzuki 偶联反应的研究与开发受到了众多化学家的关注。
绿色化学是当前化学领域研究的热点和前沿,其中水溶液中的有机反应和微波促进的有机反应是两个重要的研究领域。
水作为有机合成反应的介质具有价廉、安全、无污染、产物易于分离等优点,完全克服了大多数有机溶剂带来的易燃、易爆、易挥发、容易污染环境的缺点,是一种理想的绿色溶剂〔5,6〕,而且水特殊的溶解性质使得水在许多类型的反应中对反应速度和选择性都有促进作用,以水作为有机反应的介质越来越受到重视。
从1986年至今,微波促进有机反应的研究已成为有机化学领域中的一个热点,并逐步形成了一门引人注目的全新领域-MORE 化学(Microwave -Induced Organic Reaction Enhancement Chemistry )。
2007年第26卷第5期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·615·化工进展Ni催化Suzuki反应的研究进展杨柳波,王利民,刘炼,潘笑娟(结构可控先进功能材料教育部重点实验室,华东理工大学精细化工研究所,上海 200237)摘要:综述了近年来镍催化的Suzuki偶联反应的研究进展。
回顾了各类卤代芳香烃、磺酸芳基酯、有机硼等底物参与的Suzuki反应在反应条件方面的改进,随着催化剂、配体、还原剂的活性提高,反应条件越来越温和。
比较了镍催化剂与钯催化剂的催化能力,镍催化剂向着稳定、高效、价廉的方向发展,且比钯催化剂适用范围广,是钯催化剂的理想替代品。
介绍了新型的含氮杂环卡宾及非均相镍催化剂的发展现状及其特点。
关键词:镍;催化剂;Suzuki反应中图分类号:O 625.1 文献标识码:A 文章编号:1000–6613(2007)05–0615–09Progress of Ni-catalyzed Suzuki reactionYANG Liubo,WANG Limin,LIU Lian,PAN Xiaojuan(Laboratory for Advanced Materials and Institute of Fine Chemicals,East China University of Science and Technology,Shanghai 200237,China)Abstract:The progress of Ni-catalyzed Suzuki cross-coupling reaction is reviewed. For all kinds of haloarenes,arene sulfonates and organoborates,with the enhancement of the activity catalyst,ligand and reducing agent,the reaction conditions become milder. The catalytic capacities of Pd catalyst and Ni catalyst are compared,and Ni catalyst is found to become more stable,effective and cheap. Furthermore,Ni catalyst can catalyze more substrates,hence,it is an ideal substitute of Pd catalyst. Lastly,the development of Ni catalyst of heterocyclic carbenes,heterogeneous catalyst and their advantages are summarized.Key words:Ni;catalyst;Suzuki cross-coupling reaction1981年,Suzuki等发现在四–(三苯基膦)钯Pd(PPh3)4催化下,芳基硼酸可以与溴代芳烃或碘代芳烃发生交叉偶联反应[1]。
Suzuki反应的研究进展作者:陶冶来源:《商业文化》2011年第03期摘要:过渡金属钯催化的Suzuki反应是碳-碳偶联反应中最重要的反应之一。
本文综述了近年来Suzuki偶联反应的研究进展,回顾了卤代芳烃、PEG、苯硼酸等底物参加的Suzuki反应。
同时,还讨论了微波反应技术的应用和目前一些新型的Suzuki反应。
关键词:卤代芳烃;PEG;苯硼酸;微波;新型中图分类号: F407.7文献标识码:A文章编号:1006-4117(2011)03-0314-011981年,Suzuki等发现在四-(三苯基膦)钯Pd(PPh3)4催化下,芳基硼酸可以与碘代芳烃、溴代芳烃发生交叉偶联反应。
该反应条件不像其他偶联反应那样苛刻,而此Suzuki反应的副产物少,反应产率高,并且毒性较小,产物易于处理等很多特点,一直是形成碳-碳键最有效的方法之一,引起研究者的广泛关注。
广泛应用于天然产物、药物中间体以及功能材料的合成中。
一、Suzuki芳基偶联反应及机理Suzuki芳基偶联反应可以表示为:Scheme 1反应经历了氧化加成、芳基阴离子向金属中心迁移和还原消除的催化循环过程:Scheme 2二、卤代芳烃参与的Suzuki反应。
氯代芳烃相对于其他取代芳烃而言,其原料易得,是一种适合于有机合成生产的理想原料。
1996年Saito等首次报道NiCl2(dppf)可以催化氯代芳烃的Suzuki反应,并比较NiCl2(dppf)和Pd(PPh3)4对各种氯代芳烃的催化效果。
当氯取代芳烃上接吸电子基团时,NiCl2(dppf)催化的产率通常超过95%,Pd(PPh3)4和 NiCl2(dppf)的效果差不多,甚至更高,但对于接供电基团的氯代芳烃,Pd(PPh3)4的催化效果比NiCl2(dppf)差得多,这说明 Ni催化剂对底物的电负性不如Pd敏感,这正是Ni催化剂的优点,使其有普遍的应用性。
Buchwald等道了两个易于制得的膦配体1 和2,其中配体1对位阻较大的氯苯衍生物的催化活性优于配体2。
pdcl2催化苯基膦酸与卤代芳烃偶联的suzuki反应机理-回复【主题】pdcl2催化苯基膦酸与卤代芳烃偶联的suzuki反应机理【文章内容】一、引言Suzuki反应是一种重要的偶联反应,可用于合成各种复杂的有机化合物。
其核心步骤是苯基膦酸和卤代芳烃之间的偶联反应,该反应通常由pdcl2(二茂铁-二氯化钯)等钯催化剂催化进行。
本文将一步一步解析pdcl2催化苯基膦酸与卤代芳烃偶联的Suzuki反应的机理。
二、pdcl2与苯基膦酸的配体交换反应Suzuki反应的第一步是苯基膦酸与pdcl2催化剂之间的配体交换反应。
此反应通常在碱存在下进行,碱可促进配体交换反应的进行。
苯基膦酸作为配体与pdcl2发生配体交换反应,生成[pd(II)](II代表氧化态)中间体。
该中间体具有较高的反应活性,可继续参与Suzuki反应的下一步。
三、卤代芳烃的氧化加成反应在苯基膦酸与pdcl2发生配体交换反应后,卤代芳烃参与反应。
首先,pd(II)中间体与卤代芳烃发生氧化加成反应,生成[pd(II)-L-Ar-X](L代表苯基膦酸,Ar代表芳基,X代表卤素)中间体。
该中间体中pd(II)与卤代芳烃之间形成一个新的碳-碳键,同时断裂了卤素-碳键。
这一步骤是反应的关键步骤,也是pdcl2催化剂发挥作用的关键步骤。
四、膦酸配体的脱离反应在pd(II)-L-Ar-X中间体形成后,溶液中的膦酸会与pd(II)发生部分脱离反应。
该反应使pd(II)-L-Ar-X中间体得到进一步激活,增强了反应的可能性。
五、膦酸钯中间体的形成在膦酸配体脱离后,pd(II)-L-Ar-X中间体会发生进一步变化,生成[pd(0)-L-Ar-X]中间体。
由于该中间体中的pd是零价,使得pd与苯基膦酸形成了一个稳定的化学键。
六、苯基膦酸的消旋反应生成的[pd(0)-L-Ar-X]中间体经历苯基膦酸的消旋反应,生成[pd(II)-L-Ar]中间体。
消旋反应过程中,苯基膦酸的手性中心会发生改变。
1、Suzuki偶联反应Suzuki反应是在钯的催化下,使用有机硼酸作为亲核基团与卤代芳香化物进行的碳—碳交叉偶联反应。
1.1 Ni催化Suzuki偶联反应[24]1995年,Percec 等[1]首次报道了以1, 1′-二(二苯基膦)二茂铁(dppf)为配体的镍催化剂NiCl2(dppf)/Zn 可以催化各种磺酸芳基酯与苯硼酸的Suzuki 反应。
从此,各种Ni 催化的Suzuki反应文献陆续出现,与Pd催化剂相比,Ni催化剂价格便宜,比Pd催化剂稳定,对不活泼氯代芳烃有更好的催化活性,反应选择性好,是一种理想的Suzuki反应催化剂。
1.1.1催化卤代芳烃的Suzuki偶联反应1996年,Saito等[2]首次报道了NiCl2(dppf)/BuLi 可以有效催化氯代芳烃参与Suzuki反应。
并比较了NiCl2(dppf)和Pd( PPh3)4对各种氯代芳烃的催化效果。
结果显示,Ni催化剂对底物的电负性不如Pd敏感,使其更具有普遍的应用性。
Saito小组[4]认为NiCl2(dppf)作催化剂时应通过还原剂丁基锂(BuLi)或氢化二异丁基铝(DIBAH)得到Ni[0]来催化反应。
Indolese等[5]发展了该体系,以对氯苯甲醚与苯硼酸的偶联反应为模板,发现在二氧六环为溶剂、K3PO4为碱时,95℃下NiCl2(dppf)不用还原剂也可以催化该反应。
Miyaura等[6]发NiCl2(PPh3)2/PPh3在以甲苯为溶剂、K3PO4·n H2O为碱时,在80~100 ℃条件下也可以不用还原剂有效地催化Suzuki反应。
邻位或者对位有吸电基的氯苯,产率很高,这可能是因为吸电基加快了氧化加成和金属交换的速率。
以上介绍的Suzuki反应都在高温下进行,Hu等[3]发展了可以在室温下进行的Suzuki 反应,即用二-(环辛二烯)化镍Ni(COD)2或NiCl2(PPh3)2/n-BuLi作催化剂。
Suzuki反应综述一、水溶性非膦配体/钯催化体系Wu 等以水溶性联吡啶基季铵盐为配体19 (Scheme 14)用于Pd催化的水相Suzuki 反应. 在催化剂用量0.1 mol%, 芳基溴代物∶苯硼酸∶K 2CO3 =1 ∶1.3∶2( 物质的量比), 反应温度100 ℃时, 取得较好的产物收率, 催化剂可循环利用5 次. 进一步研究发现, 在TBAB 存在下, 此催化体系可有效实现芳基氯代物的偶联反应.Pawar 等将吡啶基二乙胺磺酸钠20 (Scheme 15)作为配体和碱用于纯水相Pd催化Suzuki 反应. PdCl2 用量为5 mol%, 芳基卤代物∶芳基硼酸∶20=1∶1.2∶1 ( 物质的量比), 室温条件下反应3 ~4 h, 可使芳基溴代物和芳基碘代物的Suzuki 反应较好进行.Adidou 等合成了一种键合在PEG350 上的二吡啶基甲胺配体21 (Scheme 16), 成功用在纯水体系中Pd催化的芳基氯代物Suzuki 反应. Pd(OAc)2 用量为0.1 mol%, 芳基氯代物∶芳基硼酸∶K 2CO3TBAB =1 ∶1.1∶2 ∶0.5( 物质的量比), 反应体系加热至100 ℃反应15 h, 取得较好的收率.Mai 等合成了一种与PEG2000键合的二吡啶配体22 (Scheme 17), 成功用于芳基卤代物和四苯基硼酸钠的Suzuki 偶联反应(Eq. 4)在PEG2000/H2O 的混合溶液中, Pd(OAc)2 用量为0.5 mol%, 反应温度110 ℃时, 对芳基溴代物表现出较好的反应活性, 对于含吸电子基团的芳基氯代物也具有一定的反应活性.Zhou等合成系列二亚胺型配体23 (Scheme 18),并成功用于水相Suzuki 反应.在钯催化剂用量为0.01 mol%, 芳基溴代物∶苯硼酸∶K 2CO3 =1 ∶1.3∶2( 物质的量比), 分别考察了水/ 乙醇混合溶液和纯水体系中的Suzuki 反应. 结果表明, 水/乙醇混合溶液中Suzuki 反应速率高于纯水溶液, 其原因可能是反应底物在纯水中溶解性较差所致. 进一步研究发现, 纯水体系中, TBAB 的加入极大地提高了Suzuki 反应的速率, 并有效地抑制了苯硼酸脱硼副反应的发生.Li 等将一种胍24 (Scheme 19)/Pd配合物用于室温下的水相Suzuki 反应. 在3 mL 乙醇和水的混合溶液中, Pd 催化剂用量为1 ~2 mol%, 芳基卤代物∶苯硼酸∶K 2CO3 =1 ∶1.2∶3( 物质的量比), 室温条件下, 对芳基碘代物、溴代物均表现出较好的催化活性. TBAB的加入还可使芳基氯代物的偶联反应进行.Kostas 等成功将一种水溶性卟啉/Pd 配合物25 Scheme 20)用于纯水相Suzuki 反应. 催化剂用量为0.1 mol%, 芳基溴代物∶芳基硼酸∶K 2CO3 =1 ∶1.5∶2( 物质的量比), 加热至100 ℃反应1 ~4 h, 取得较好的产品收率. 催化剂虽能重复使用但经第二次循环后催化活性明显降低, 产物收率从100%降至76%.Conelly-Espinosa等将一种水溶性N,O-多齿Pd催化剂26 (Scheme 21) 成功用于纯水相Suzuki 反应. 它可有效催化芳基溴代物的Suzuki 反应, 反应结束后, 可通过二氯甲烷萃取分出产物, 含有催化剂的水相可高效地循环使用4次.Gülcemal 等将两种水溶性N,N 或N,O 双齿Pd配合物27 和28 (Scheme 22) 用于纯水相Suzuki 反应. 此催化体系对芳基溴代物取代基的电子效应比较敏感, 对含吸电子基团的芳基溴代物表现出较高反应活性. 例如对溴苯乙酮与苯硼酸Suzuki 反应的TON高达100000而含供电子基团芳基溴代物的偶联反应只有在TBAB存在下才能顺利进行.Fleckenstein等合成了一系列磺化的N-杂环卡宾型配体29 和30 (Scheme 23). 研究表明, 此催化体系对含有吸电子或供电子取代基的芳基氯代物均表现出较高的催化活性. 它还对N-杂环芳基氯代物显示较高的催化活性, 例如: 2- 氯吡啶和2- 氯喹啉可与1- 萘基硼酸顺利发生Suzuki 反应.Roy 等合成一种磺化的N-杂环卡宾/Pd 配合物31 (Scheme 24). 它在水/ 正丁醇两相中, 可使芳基氯代物Suzuki 反应顺利进行. 此催化体系还对N-杂芳环氯代物具有较好的催化活性.Godoy 等合成一系列磺化的N-杂环卡宾/Pd 配合物32 ~35 (Scheme 25). 催化剂对在纯水体系或异丙醇/水体系中的芳基溴代物显示出较好的催化活性. 同时发现, 以催化剂32的催化活性最高, 在TBAB 存在下还可活化芳基氯代物.Tu等研发了一种水溶性二苯并咪唑基吡啶/Pd 配合物36 (Scheme 26). 在极低的催化剂用量(0.005 mol%)下, 即可在纯水体系中实现水溶性芳基溴代物的Suzuki反应, 然而, 对于油溶性芳基溴代物则需要有机共溶剂甲醇的存在下, 反应才能顺利进行.Bai 等合成一种水溶性Pd(II)/[SNS]配合物37 Scheme 27), 并用于水相Suzuki 反应. 在5 mL 水溶液中, 催化剂用量为2 mol%, 芳基溴代物∶苯硼酸∶Na2CO3=0.5∶0.6∶1( 物质的量比), 75 ℃条件下反应6 h, 4-溴苯乙酮和苯硼酸的收率为100%. 但此催化体系仅对水溶性芳基溴代物表现出较好反应活性.Li 等研究了2- 芳基萘并噁唑环钯配合物38 (Scheme 28)催化的纯水相Suzuki 反应发现, 在催化剂用量为0.1 mol% 时, 对含有吸电子、供电子和位阻基团的芳基溴代物均表现出较好的催化活性. 当催化剂负载量提高到1 mol%时, 含吸电子基团的对氯硝基苯也可顺利进行偶联反应, 产物收率为65%.Zhou 等也合成了一类环钯配合物39 和40 (Scheme 29), 并成功用于纯水相中芳基溴代物的Suzuki反应. 在催化剂用量为10-5mol% 条件下, 对溴苯甲醚与苯硼酸的TON高达9.3×10^6, 催化剂可高效地循环使用5 次.Zhang 等将超声波技术用到纯水相中含杂环二茂铁亚胺异环环钯化合物41 和42 (Scheme 30) 催化的Suzuki 反应. 在催化剂41 用量为0.5~1 mol%, 碱为K 3PO4, TBAB 存在下, 反应温度90 ℃下反应0.5~3 h可高效地催化芳基碘代物和溴代物. 当催化剂换为42时, 芳基氯代物的Suzuki 反应也可顺利进行. 超声波和常规搅拌方法的对比实验表明, 超声波方法可明显加速Suzuki 反应速率.二、非水溶性配体/钯催化的水相Suzuki反应1非离子双亲化合物促进的Suzuki反应Lipshutz 等将一系列非离子双亲化合物作为促进剂用于钯配合物催化的水相Suzuki 反应. 在对Scheme 31 所列多种非离子双亲化合物的促进效果进行考察后发现, 双亲化合物的加入可有效提高Suzuki 反应速率, 其中以PTS 的效果最为显著. 在水溶液(2wt% PTS) 中, 催化剂43 (Scheme 32) 用量为2 mol%, 室温条件下芳基溴代物即可顺利进行Suzuki 反应. 此催化体系对位阻较大的2,4,6-三异丙基溴苯也具有较高催化活性, 反应24 h, 收率可达76%. 催化剂44 (Scheme 32) 则对芳基氯代物显示出较高的催化活性, 2,4- 二甲基氯苯和4- 甲氧基苯硼酸在室温下反应11 h, 收率可达99%.Lipshutz 等还将PTS/H2O 体系应用到杂环芳基溴代物的Suzuki 偶联反应. 在水溶液(2 wt% PTS)中, 催化剂43 (Scheme 32) 用量为2 mol%, 室温或40 ℃条件下, 芳基或杂环芳基溴代物和芳基或杂环芳基硼酸可顺利进行Suzuki 反应. 作者还将催化剂45 (Scheme 33) 用于芳基氯代物的Suzuki 反应中, 并考察了PTS, TPGS 和Triton X-100 对Suzuki 反应的影响, 结果发现PTS (2 wt%)的促进作用也是最明显.对PTS/H2O 体系用于丙烯基醚和芳基硼酸Suzuki反应(Eq. 5)中的研究结果表明在水溶液(2 wt% PTS)中, 催化剂46 (Scheme 34) 用量为2 mol%, 室温条件下, 多种取代基的烯丙基醚和芳基硼酸均可顺利进行Suzuki 反应, 收率为71% ~99%.2. 微波促进的水相Suzuki反应1986 年, Gedye和Giguere等同时发现通过微热加速有机合成反应的现象. 1995 年, Strauss 报道了在密闭反应容器中, 通过微波加热水溶液产生了过热水反应体系. 随着微波技术的发展, 将微波辐射应用于水相有机反应引起了化学家的高度关注.近年, Leadbeater 等首次将微波促进的方法用于过渡金属催化的C—C 偶联反应. 相对于传统加热方式, 微波促进的方法可使长达几小时甚至几十小时的偶联反应缩短至几十分钟乃至几分钟, 且催化剂用量可明显降低到10-6级.2.1 水/ 有机混合溶液反应体系Miao等将催化剂47 (Scheme 35) 用于芳基氯代物和苯硼酸的Suzuki 偶联反应. 在V(DMF) ∶V( 水)=5∶1的混合溶液中, 催化剂47 用量为3 mol%, 芳基氯代物∶苯硼酸∶Cs2CO3 =1 ∶1.5∶4( 物质的量比) 时, 在TBAI 存在下, 微波加热至150 ℃保持15 min, 反应收率可达99%.Bedford 等制备了一种可有效活化芳基氯代物的催化剂Pd(OAc)2/PCy3. 在二噁烷/ 水( V ∶V =6 ∶1) 的混合溶液中, 通过微波加热至180 ℃, 可使芳基氯代物的Suzuki 反应顺利进行. Zhang等考察了微波加热下用苯基全氟正辛基磺酸盐代替卤代芳烃与苯硼酸的Suzuki 反应(Eq. 6). 在V( 甲苯) ∶V( 丙酮) ∶V( 水) =4 ∶4 ∶1 的混合溶液中, 以10 mol% Pd(dppf)Cl2 为催化剂, 微波加热至130 ℃反应10 min, 产物收率高达95%. 这种方法的特点在于过量的苯基全氟正辛基磺酸盐容易通过萃取法从反应混合物中分离出来. 微波促进的水相Suzuki 还广泛应用于药物、天然产物和聚合物的合成研究.Gong 和He将微波促进的水相Suzuki 反应用于4- 芳基苯丙氨酸化合物的合成(Eq.7). 在水/ 乙腈( V ∶V =1 ∶1) 的混合溶液中, 以PdCl2(PPh3)2 为催化剂, 碱为Na2CO3, 微波加热至150℃反应5 ~10 min. 结果表明, 碘代、溴代及氯代芳环化合物均可与4- 丙氨酰基苯硼酸顺利进行Suzuki 偶联反应.Han 等以Pd(PPh3)4 为催化剂, 在体积比为1 ∶1的水/丙酮中, 微波加热至100 ℃, 反应15 min, 可使Eq. 8的溴化荧光素与罗丹明衍生物的Suzuki 反应获得57% 的收率.Appukkuttan等以Pd(PPh3)4(5 mol%) 为催化剂以水与DMF混合溶液( V∶V=1∶1) 为溶剂, 考察了微波作用下的2- 溴-4,5- 二甲氧基苯乙胺甲酸酯与苯硼酸的Suzuki 偶联反应(Eq. 9). 结果表明, 相对于传统加热方式, 微波加热方式有明显加速作用. NaHCO3是最适宜的碱, 适宜反应温度为140 , ℃反应时间为10 min带有强给电子性、空间位阻较大的芳基溴代物与含有吸电子基团和位阻基团的硼酸均可在微波加热条件下顺利进行Suzuki 反应. 值得指出的是, 微波加热还可有效避免传统加热条件下苯硼酸自偶联发生.Nehls 等分别以传统加热和微波加热两种方式考察了在水/ 四氢呋喃(THF) 混合溶液中制备一种含聚酮单元的半导体聚合物(Eq. 10) 的工艺条件. 在V(THF) ∶V( 水) =4 ∶1 的混合溶液中, 以PdCl2(PPh3)2 (4 mol%)为催化剂, 碱为Na2CO3, 在微波功率分别为70, 100 和150 W 条件下反应12 min, 相应地得到了分子量为3700, 4200 和12600 的聚合物. 而在传统油浴加热条件下, 要得到相近分子量的聚丙酮需要将反应体系加热到回流状态并保持1 ~3 d.。
Suzuki偶联反应催化剂及其作用机理研究进展Suzuki偶联反应催化剂及其作用机理研究进展胡建平1,2,严潇1,2,罗亚飞3,梁立2,甘亚1,刘嵬1,谢涛1,2,吴志祥1,2,唐典勇3【摘要】 Suzuki偶联反应,是指在温和条件下,卤代苯与苯硼酸类化合物经钯催化剂作用发生交叉偶联,生成新C-C键的反应,其在药物研发与合成中具有重要的应用.钯基催化剂是Suzuki偶联反应的关键,开发低成本、新型高活性催化剂并探究其作用机理对于该反应的广泛应用具有重要意义.通过对钯基催化剂种类、应用范围及其可能的催化机理相关研究进行的分析,可为设计新型Suzuki偶联反应的钯基纳米催化剂提供有效信息.【期刊名称】成都大学学报(自然科学版)【年(卷),期】2019(038)002【总页数】9【关键词】 Suzuki偶联反应;钯基催化剂;反应机理;催化剂设计基金项目:国家自然科学基金(11247018、 31870655)、四川省教育厅重点科研计划(17ZA0194)资助项目.0 引言Suzuki偶联反应,是指能有效生成C-C键的偶联反应[1].1981年,该反应由Suzuki等[2]首次提出,鉴于对C-C偶联反应所做的贡献,Suzuki、Heck和Negishi 3人共同获得了2010年度诺贝尔化学奖[3].具体来说,Suzuki偶联反应是以零价钯或钯配合物作为催化剂,卤代芳烃及硼酸或硼酸酯为反应底物,在温和的反应条件下所进行的偶联反应.与传统用于生成C-C键的格氏反应相比,其具有硼酸底物易获得、无毒、对体系的水不敏感、产率高及产物易分离等优点[4].目前,Suzuki偶联反应所具有的优点使其在药物合成中得到重要的应用[5-6].例如,Xu[7]等在合成抗人体免疫缺陷病毒药物阿扎那韦(atazanavir)的过程中,使用Pd(PPh3)4催化4-醛基苯硼酸与2-溴吡啶进行偶联,其产物收率较高;Donald等[8]使用[(allyl)PdCl]2作为催化剂进行Suzuki偶联反应,将2-氟苯硼酸与2-溴-3-氟苯甲腈合成γ-氨基丁酸受体激动剂先导化合物中间体.研究证实,在Suzuki偶联反应中,钯催化剂在整个过程中起着至关重要的作用.含钯催化剂主要有两类,即配合物含钯催化剂和钯基钠米粒子催化剂.配合物钯催化剂具有两大优点[9]:其一,配合物钯溶解性良好,在体系中均相催化整个反应;其二,与钯相互作用的配合物具有较强的给电子能力,其表现出两个重要作用,一方面配体具有较大的空间位阻,体系较为稳定,另一方面,配体的给电子能力有助于整个催化反应的发生.但作为均相催化剂,配合物钯作用于整个反应体系中,产物与催化剂的分离与回收是一个难点.针对该问题,非均相催化剂应运而生,非均相催化剂不仅表现出较高的催化活性,而且回收简单,可重复利用.因此,非均相催化剂的设计也是目前催化化学研究领域。