铜催化金属钐介入碳碳键还原偶联反应研究

有机合成中的偶联反应研究有机合成是一门研究有机化学反应的学科，主要关注于如何通过化学反应将简单的有机分子转化为复杂的有机化合物。

其中，偶联反应是有机合成中的重要研究方向之一。

偶联反应是指通过将两个或多个有机分子中的某些原子键进行断裂和形成，实现分子之间的连接，从而形成新的有机化合物的过程。

偶联反应可以用于构建碳-碳、碳-氮、碳-氧等碳杂原子键，从而合成具有特定结构和功能的有机分子。

在有机合成中，有很多重要的偶联反应。

其中，最经典的偶联反应之一是金属催化的偶联反应。

金属催化偶联反应以过渡金属作为催化剂，通过活化反应底物中的碳-碳键或碳杂原子键，使其发生断裂和形成新键。

最常见的金属催化偶联反应包括：钯催化的Suzuki偶联反应、钯催化的Heck偶联反应、钯催化的Sonogashira 偶联反应等。

Suzuki偶联反应是一种重要的碳-碳偶联反应，它可以将芳基或烯基硼酸与芳基或烯基卤代物偶联成新的碳-碳键。

该反应条件温和，反应底物选择性广泛，对于合成药物、天然产物等具有重要的应用价值。

Heck偶联反应则是一种将芳基或烯基卤代物与烯烃偶联的重要方法，它可以构建苯环上的取代基，合成复杂的有机分子。

Sonogashira偶联反应则可实现芳基或烯基卤代物与炔烃的偶联，常用于构建螺环结构。

另外，偶联反应中还有非金属催化的偶联反应，比如叠氮化合物与炔烃的偶联反应、亲电取代反应等。

有机合成中的偶联反应研究也不仅仅局限于金属催化或非金属催化，还有一些新颖的偶联反应被发现，在有机合成中展现出重要的应用价值。

除了偶联反应的选择性和活性外，反应的效率和环境友好性也是有机合成中重要的考虑因素。

因此，很多研究人员致力于发展高效、高选择性和环境友好的偶联反应方法。

在金属催化的偶联反应中，一些新型的配体或底物也被研究人员设计和合成，以提高反应的效率和选择性。

同时，一些研究致力于通过更环保的反应条件和催化剂，实现偶联反应的绿色合成。

在有机合成中的偶联反应研究中，还有一项重要的任务是合成化学的机理研究。

金属催化羰基化合物还原偶联反应的研究进展王献友;覃兆海【摘要】Carbonyl reductive coupling reaction was one of the most effective methods to form carbon - carbon bonds, which played an important role in organic synthesis. The reductive coupling of carbonyl compounds were usually made of carbonyl compounds with metal reagents or metal complex function and realize, generally followed the single electron transfer process. Some new application developments of carbonyl compound suchas metal, Titanium, Samarium, Chromium, etc in reductive coupling reaction were summerized.%羰基化合物还原偶联反应是形成碳一碳键最有效的方法之一，在有机合成中占有重要地位。

羰基化合物还原偶联通常由羰基化合物与相应的金属试剂或金属络合物作用而实现，一般遵循单电子转移历程。

本文综述了近年来金属钛、钐、铬等在羰基化合物还原偶联反应中应用的新进展。

【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2012(040)009【总页数】4页(P3-5,18)【关键词】金属;催化;羰基化合物;还原偶联【作者】王献友;覃兆海【作者单位】河北大学质量技术监督学院,河北保定071002;中国农业大学理学院,北京100194【正文语种】中文【中图分类】O621.3羰基化合物的还原偶联反应一直是有机合成研究领域中的一个热点,广泛地应用于天然产物、农药、医药等精细化工产品的合成.它是形成碳-碳键最有效的方法之一,目前最有效的方法是羰基化合物与金属试剂或金属络合物在有机溶剂中进行还原偶联,羰基化合物还原偶联一般遵循单电子转移历程.近几年来,随着新技术的应用以及新试剂新体系的不断引入,对羰基化合物还原偶联的研究又出现了新的成果.下面就此类反应新研究进展做一详细综述: Mukaiyama等[1]在1973年首次报道了利用低价钛试剂把醛酮还原偶联为烯烃.近年来有关钛试剂的偶联反应又有许多文献报道.2004年,Li等[2]报道了TiCl4(THF)2与两个手性中心的席夫碱L一起来催化芳香醛,所得的频哪醇具有较高的产率和对映选择性.2007年,刘云奎等[3]报道了以一酮二酯为底物,让其在Sm/ TiCl4在THF体系中进行反应,发现反应在回流条件下能顺利地进行,并得到预期的β-环戊酮甲酸酯.由于钛具有很强的脱氧能力,所以没有得到含羟基的产物.Cp2TiCl2在水/THF介质中可以使醛立体选择性地偶联为频哪醇,dl/meso异构体之比可高达99∶1[4].2001年,Yamamoto等[5]报到了由三价钛化合物Cp2TiPh 和Zn引发的分子内和分子间醛的非对映选择性的还原偶联反应,当不加入Ti3+的催化剂时,频哪醇的产率仅仅为13%,而且没有对应选择性.加入催化剂Cp2TiPh时,频哪醇的产率为大于84%,dl/meso异构体的比例也相应提高.Cp2TiPh和Zn催化脂肪醛及芳醛分子内偶联时,频哪醇的产率大于40%,dl/meso异构体之比接近于100∶1.2009年,Paradas等[6]研究了芳香酮在Cp2TiCl2/Mn催化下发生羰基还原偶联反应生成频哪醇,产物同样具有立体专一性.同年王琼[7]采用对二甲苯为溶剂进行金属钛催化芳酮与邻苯二甲酸酐还原偶联反应,反应产物仅为芳酮的自身偶联产物及其中间体的重排频哪酮,而并非芳酮与邻苯二甲酸酐的交叉偶联产物或邻苯二甲酸酐酐自身偶联产物.2010年Okamoto等[8]报道了芳香醛在Ti(O-i-Pr)4/Me3SiCl/ Mg试剂催化下发生分子间偶联反应,生成联苯烯和频哪醇.未加入Ti(O-i-Pr)4或Me3SiCl时,反应不能进行.加入Ti(O-i-Pr)4/Me3SiCl/Mg和路易斯碱(DMA,NMP,Et3N,pyridine)时,反应能够如期进行,得到主产物为联苯烯,特别是Ti(O-i-Pr)4∶Me3SiCl∶Et3N=1.3∶1.3∶2.6(equiv.),40℃反应24 h,联苯烯的产率达到97%,而且具有高度的立体专一性(E/Z=99/1).自从1980年Kagan[9]把二碘化钐(SmI2)引入到有机合成以来,SmI2作为一种醚溶性的优良单电子转移试剂在有机合成中得到了广泛的应用.同时,SmI2的研究也进一步推动了化学家对其它钐试剂如金属钐、SmI3以及有机钐试剂应用于有机合成的研究,发现了一些新反应、新方法[10].2003年,Fan等[11]报道了在SmI2的引发下,酰胺和酮羰基发生分子内还原偶联生成2,3-二取代的吲哚衍生物,作者并做了不同温度下的条件试验,随着温度的改变,两种产物比例也随之改变,65℃时得到以前者产物13为主,在0℃以下主要得到后者产物为14.2005年,Bradley等[12]报道了1,4-二酮在二碘化钐引发下发生分子内还原偶联生成环丁基二醇类化合物,当加入少量的HMPA会有利于关环反应的进行.2006年,Huang等[13]报道了2-酰基苯甲酸乙酯在SmI2的引发下不对称合成手性的苯并呋喃酮类化合物,反应具有高度的对映选择性,ee值大于99%.2008年本课题组成员李洪森等[14]成功的全合成具有很好生物活性的天然产物(+)-rocalamide.其中最为关键的一步就是在SmI2催化酮-酯羰基发生分子内还原偶联,关环生成稠三环.2002年Nair等[15]报道了芳香醛和α,β-不饱和酮在In/ InCl3催化作用下反应生成高立体选择性的频哪醇.2007年, Wang等[16]报道了InCl3/Al体系下的芳香族醛酮类化合物分子间频哪醇反应,作者并对二苯甲酮在InCl3/Al体系下反应进行了条件优化实验.最终提供了一条氯化铟参与的操作方便,而且不需要无水无氧条件合成邻二醇化合物的路线.2003年,Takai等[17]报道了DMF作溶剂,CrCl2-Me3SiCl催化α,β-不饱和酮与脂肪醛发生分子间还原偶联生成频哪醇.在25℃,搅拌反应1 h,产率达到98%(anti/syn=40∶60),而当反应温度升高,anti/syn比例则逐渐降低.2005年Groth等[18]也报道了8种α,β-不饱和醛与脂肪醛在CrCl2-Me3SiCl催化下发生分子间还原偶联生成频哪醇.当R1=R2=tert-Bu时,产物具有很好的立体选择性,anti/syn的比例大于97.5∶2.5,de值大于95%(syn).2009年,Halterman等[19]研究了0.25 M苯甲醛、10mol% CrCl2和过量锌粉在水中进行还原偶联反应,频哪醇的产率为37%(dl/meso=0.7∶1),而苯甲醛直接还原苯甲醇的产率却达到63%.超声波辐射下,铝粉在氟化钾或氟化钠的水溶液中,可使芳香醛快速还原或偶联,生成相应的双分子还原偶联产物和少量单分子还原产物,其中还原偶联产物邻二醇的收率达15%～ 82%.与传统金属催化羰基还原偶联方法相比,超声波辐射反应产物的对映选择性较差[20].2006年,Yuan等[21]报道了铝粉在草酸水溶液中催化芳香醛或芳基甲酮得到产率较高的频哪二醇,缺点是产物立体选择性较差.作者发现脂肪族醛和二芳基酮在同一条件下却不能进行反应.Hirao等[22]报道了Ae2O(AcCl)酰化试剂可以催化苯甲醛还原偶联为频哪醇的反应.以3mol%的VOCl3,2 mol的Ac2O和Zn粉作为共同还原剂,得到了高产率非对映体选择性的邻二酰化醇.作者还报道了TiCl4-AcCl-Al也可起相同催化作用,并对文中不同的催化剂、芳香醛进行了反应产率及立体选择性进行了比较.刘树明等[23]在2002年报道了甲醇做溶剂,芳香醛与锌粉和氢氧化钠溶液室温下搅拌0.5～7 h,收率为17%～96%,通过实验作者发现脂肪醛与酮在相同的反应条件下均没有反应;溶剂和碱的浓度对偶联反应产率也有一定的影响.之后,边延江等[24]研究了Zn-H2O-HOAc体系中芳香醛的还原偶联反应,并分别探讨了锌粉用量,时间,醋酸的体积对邻二醇产率的影响.2008年,Lin等[25]研究了邻卤代芳香醛在催化剂(Ph3P)2NiCl2和还原剂Zn粉共同作用下,生成联苯二醛和二卤化锌;紧接着ZnX2继续催化联苯醛发生分子内频哪醇偶联反应生成9,10-二氢化菲-9,10-二醇.相比于钛和钐,金属锆在有机还原偶联的反应则报道要少得多,Askham等[26]曾报道了Cp2Zr(Me)Cl催化分子间的芳香醛(酮)生成频哪醇,产物具有很好的立体选择性.Mg或LiAlH4在四氢呋喃中还原四氯化锆后得到活性低价Zr,二苯基甲酮被活性低价锆还原偶联为四苯基乙烯.改变ZrCl与二苯基甲酮(M)的摩尔比,结果表明,ZrCl4与M的摩尔比为3时,收率最高[27].超声波辐射下,Mn-NH4Cl-THF∶H2O(1∶4,V∶V)或Mn-MnCl2-THF∶H2O(1∶4,V∶V),于室温2～3 h内可使芳香醛还原偶联成邻二醇,收率为30%～95%.利用超声波辐射下反应时间大大缩短,产品收率提高[28].之后,边延江等[29]报道了La-H2O-THF体系中,超声波辐射下于室温还原芳香醛1 h内可得到收率为52%～89%的邻二醇.而在同样体系中,即使没有超声波辐射而仅搅拌24 h,邻二醇产率也可达到35%～ 67%.2005年,Xu等[30]研究了H2O做溶剂,VCl3和Al作为共同还原剂,11种芳香醛发生还原偶联生成频哪醇,产率为59%～ 84%.在相同的反应条件下,苯乙酮却没有反应生成1,2-二醇.2009年,Sun等[31]报道了手性配体H2L和VO(acac)2-Zn -Me3SiCl共同催化芳香醛偶联生成频哪二醇,当R=p-CH3-OC6H4时,获得手性1,2-二醇的产物具有高非对映选择性(dl/ meso=90/10)和对映选择性(ee=81%,S,S).同年,Maekawa等[32]研究了Mg/TMSCl催化芳香酮(亚胺)和脂肪族醛(酮)之间的频哪醇反应,产物具有较好的产率.羰基化合物还原偶联反应是形成碳-碳键最有效的方法之一,在药物及光活性有机物的合成中占有重要地位.众多实验事实表明,金属钛、钐、铬等是一种应用非常广泛的金属试剂,作为单电子转移试剂可以促进各种还原偶联反应,而且大多数反应都具有反应条件温和、反应速度快、选择性好(立体选择性、对映和非对映选择性)的优点.羰基化合物还原偶联所形成的频哪醇是有机合成中重要的合成反应.羰基化合物还原偶联通常由羰基化合物与相应的金属试剂或金属络合物作用而实现,一般遵循单电子转移历程.反应中除了双分子还原产物外,同时还有单分子还原产物;偶合产物又有两个手性中心,这为片呐醇的有效合成增加了困难.因此,为了有效控制反应的化学选择性和立体选择性,寻求新的金属试剂、新的反应体系和新的方法一直是人们关注和研究的重点.目前的研究热点是构建合适的反应体系,即提高反应的立体选择性. 近年来,随着偶联催化剂的研究越来越深入,作为有机合成工作者来说,在羰基化合物还原偶联反应上会获得更大突破和进展.【相关文献】[1] MUKAIYAMA T.,SATO,T.,HANNA J.Reductive coupling of carbonyl compounds to pinacols and olefins by using TiCl4and Zn[J]. Chem.Lett.,1973,10:1041-1044.[2] YOU Gui Li,TIAN Qing Shan,ZHAO Jun,et al.Asymmetric pinacol coupling of aromaticaldehydes catalyzed by a new titanium-Schiff basecomplex[J].Tetrahedron:Asymmetry,2004,15:1707-1710.[3] LIU Yun Kui,XU Dan Qian,XU Zhen Yuan,et al.Sm/TiCl4(cat.) system-mediated intermolecular and intramolecular reductive coupling reactions of ketones withesters[J].J.Zhejiang Univ.Sci.A,2007, 8(7):999-1003.[4] BARDEN M.C.,SCHWARTZ J.Stereoselective pinacol coupling in aqueousmedia[J].J.Am.Chem.Soc.,1996,118:5484-5485.[5] YAMAMOTO Y.,HATTORI R.,MIWA T.,et al.Diastereoselective inter-and intramolecular pinacol coupling of aldehydes promoted by monomeric titanocene(III)complexCp2TiPh[J].Chem. 2001,66:3865-3870.[6]PARADAS M.,CAMPANA A.G.,ESTEVEZ R.E.,et al.Unexpected Ti(III)/Mn-promoted pinacol coupling of ketones[J].J. Org.Chem.,2009,74:3616-3619.[7] 王琼.金属钛催化芳酮还原偶联反应的研究[J].化学工业与工程技术,2009,30(4):14-16.[8] OKAMOTO S.,HE J.Q.,OHNO C.,et al.McMurry coupling of aryl aldehydes and imino pinacol coupling mediated by Ti(O-i-Pr)4/ Me3SiCl/Mg reagent[J].Tetrahedron Lett.,2010,51:387-390.[9] GIRARD P.,NAMY J.L.,KAGAN H.B.Divalent lanthanide derivative inorganic d preparation of samarium iodide and ytterbium iodide and their use as reducing or coupling agents[J].J. Am.Chem.Soc.,1980,102(8):2693-2698.[10] 刘永军,张永敏.钐试剂在有机合成中应用的若干新进展[J].化学学报.2005,63(5):341-351.[11] FAN Xen.Sen,ZHANG Yong Min.SmI2mediated synthesis of 2,3-disubstituted indole derivatives[J].Tetrahedron,2003,59:1917-1923.[12] BRADLEY D.,WILLIAMS G.,CADDY J.,et al.Highly functionalised cyclobutanols via samarium(II)iodide-induced pinacol cyclisations of carbohydrate-derived 1,4-diketones[J].Carbohydr. Res.,2005,340:1301-1309.[13] HUANG Ling Lin,XU Ming Hua,LIN Guo Qiang.Catalytic enantioselective synthesis of chiral phthalides by SmI2-mediated reductive cyclization of 2-acylarylcarboxylates[J].J.Am.Chem.Soc.,2006, 128:5624-5625.[14] LI Hong Sen,FU Bin,WANG Ming An,et al.Total syntllesis and biological activity of(±)-rocaglamide and its 2,3-di-epi-analogue [J].Chem.,2008:1753-1768.[15] NAIR V.,ROS S.,JAYANA C.N.,et al.Indium/indium trichloride mediated pinacol cross-coupling reaction of aldehydes and chalcones in aqueous media:a facile stereoselective synthesis of substituted but-3 -ene-1,2-diols[J].Tetrahedron Lett.,2002,43:8967-8969. [16] WANG Chun Yan,PAN Yuan Jiang,WU An Xin.InCl3/Al mediated pinacol coupling reactions of aldehydes and ketones in aqueous media [J].Tetrahedron,2007,63:429-434.[17] TAKAI K.,MORITA R.H.,MATSUSHITA R.,et al.Cross pinacol type coupling reactions between α,β-unsaturated ketones and aldehydes with low valentmetals[J].Chirality,2003,15:17-23.[18] GROTH U.,JUNG M.,VOGEL T.Chromium catalyzed pinacol type cross coupling:studies on Stereoselectivity[J].Chem.Eur.J.,2005, 11:3127-3135.[19] HALTERMAN R.L.,PORTERFIELD J.P.,MEKALA S.Chromium -catalyzed pinacol coupling of benzaldehyde in water[J].Tetrahedron Lett.,2009,50:7172-7174.[20] 李记太,陈艳雪,蔺志平,等.铝-碱金属氟化物在超声辐射下于水中诱发的芳香醛还原偶联[J].有机化学,2005,25(12): 1583-1586.[21] YUAN Shi Zhen,WANG Zhi Yong,LI Zhen.Reduction and coupling reaction of carbonyl compounds by aluminum powder and a small amount of oxalic acid inwater[J].Chin.J.Chem.,2006,24:141-145.[22] HIRAO T.,TAKEUCHI H.,OGAWA A.,et al.Catalytic Pinacol Coupling in the Presence of Acylating Reagent[J].Synlett,2000,11: 1658-1660.[23] 刘树明,李记太,边延江,等.锌粉和氢氧化钠诱发的芳香醛的还原偶联[J].有机化学,2002,22(9):675-677.[24] 边延江,吴博,雷治新,水溶液中锌粉促进邻二醇合成的研究[J].化学研究与应用,2007,19(6):683-686.[25] LIN,Shuang zheng,YOU Tian Pa.An efficient one-pot approach to phenanthrene derivatives using a catalyzed tandem Ullmann-pinacol couplingreaction[J].Tetrahedron,2008,64:9906-9910.[26] ASKHAM F.R.,CARROLL K.M.Anionic zirconaoxiranes as nucleophilic aldehyde equivalents.application to intermolecular pinacol crosscoupling[J].Chem.1993,58:7328-7329.[27] 关春华,李文宏,平淑焕.锆引起羰基偶联反应研究[J].大连理工大学学报,1999,9(1):66-68.[28] 李记太,边延江,刘树明.超声辐射下金属锰诱发芳香醛的还原偶联[J].有机化学,2003,23(5):479-482.[29] 边延江,李锋,于旭光.金属镧诱导的芳香醛还原偶联反应[J].化学通报,2008(10):793-796.[30] XU Xiaoliang,Hirao T.Vanadium-Catalyzed Pinacol Coupling Reaction inWater[J].Chem.,2005,70:8594-8596.[31] SUN Jiangtao,DAI Zhenya,LI,et al.Enantioselective pinacol coupling reaction of aromatic aldehydes catalyzed by chiral vanadiumcomplexes[J]anomet.Chem.,2009,694:3219-3221.[32] MAEKAWA H.,YAMAMOTO Y.,SHIMADA H.Mg-promoted mixed pinacolcoupling[J].Tetrahedron Lett.,2004,45:3869-3872.。

偶联反应的研究历史
偶联反应（Coupling Reaction）是有机合成中的一类重要反应。

它是指通过化学键的形成将两个或多个不同分子（通常包含芳香基或烯烃基等亲电性或亲核性官能团）连接在一起，形成更复杂的结构化合物的反应。

偶联反应起源于二十世纪初期，最早由俄国化学家斯托兹哈诺夫发现并研究，在随后的几十年中，科学家们陆续发现了很多新的偶联反应。

历史上，最著名的偶联反应之一是金属催化的偶联反应，也称为金属有机化学。

这种反应中，有机金属试剂与含有卤素基团的有机物在金属催化剂的作用下发生偶联反应，生成新的有机化合物。

这种反应是由日本化学家宫岛龙太和美国化学家理查德·费尔德发明的，并获得了2000年的诺贝尔化学奖。

除了金属催化偶联反应外，另一种重要的偶联反应是“Suzuki偶联反应”。

该反应由日本化学家铃木研发，可用于在含有芳香族卤素基团的化合物中形成新的碳-碳键，被广泛用于药物和材料科学领域。

在近年来的有机合成中，偶联反应已成为多种有机化学反应中不可或缺的重要步骤。

例如，偶联反应可以用于合成有机分子中的乙烯键和炔键，或用于制备含有杂环的复杂有机分子。

因此，偶联反应在有机合成和化学方法学中扮演了非常重要的角色，可以帮助人们开发新的有机合成方法，并合成更加复杂的分子结构。

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.。

金属钐、镍参与的两类不对称偶联反应的研究的开题报告题目：金属钐、镍参与的两类不对称偶联反应的研究一、研究背景及意义不对称合成是有机合成领域中最具挑战性和最具实用性的领域之一，其具有广泛的应用前景。

氮杂姜黄素、多肽、植物样本等具有生物活性的天然产物及其合成体也可以通过不对称合成得到。

目前，金属催化的不对称合成已经成为文献中越来越多的研究热点，其中以钯和铜为代表的过渡金属催化不对称偶联反应已经被广泛研究，然而金属钐和镍的助催化剂催化不对称反应研究相对较少，但是随着钐、镍催化剂的开发，相关文献也逐渐增多。

本项目将利用金属钐、镍作为催化剂，探索两类不对称偶联反应，并总结不同官能团的不对称偶联反应研究进展，为相关领域的研究提供理论和方法指导，同时对于不对称合成领域的发展也有一定的推动作用。

二、研究内容1. 金属钐催化的不对称偶联反应研究在该部分研究中，我们将探究金属钐和不同手性较好的配体或有机硼试剂对有机卤化物和不同类别的亲核试剂（如醇、胺、硫醇等）进行催化偶联反应的活性和手性诱导性，寻找较好的反应条件，探究反应机理，进一步拓宽钐催化的不对称偶联反应研究领域。

2. 金属镍催化的不对称偶联反应研究在该部分研究中，我们将探究金属镍配合物对碘代芳香烃、烯烃等有机卤化物与亲核试剂（如醇、胺、硫醇等）进行催化偶联反应的效果和手性诱导性，探究反应机理，寻找最优的反应条件，为金属镍催化的不对称偶联反应的发展提供理论和实验的支持。

3. 不同官能团的不对称偶联反应研究进展在该部分研究中，我们将总结存在异构化学异构的多官能团的不对称偶联反应研究进展，探究不同官能团在不对称偶联反应中的反应性、手性诱导性等情况，以期进一步深化对多官能团不对称偶联反应的理解。

三、研究方法1. 合成合适的有机卤化物或亲核试剂，如醇、胺、硫醇等。

2. 合成适合不对称催化反应的配体或有机硼试剂或金属钐或金属镍配位物。

3. 优化反应条件、确定反应物的最优配比，进行偶联反应实验。

铜催化的偶联反应标题：铜催化的偶联反应：重塑化学合成的未来引言：化学合成一直是现代科学领域的核心。

为了开发更有效、可持续的合成方法，有机化学家们一直在不断探索新的催化剂和反应体系。

在这个过程中，铜催化的偶联反应逐渐成为研究的热点。

铜催化的偶联反应不仅具有高效、选择性高的特点，还能够构建复杂有机分子，为合成化学带来了前所未有的机遇。

本文将介绍铜催化的偶联反应的原理、应用和未来发展方向。

铜催化的偶联反应是一种通过铜催化剂催化的碳-碳键形成反应。

一般来说，该反应涉及两个有机物分子，其中一个含有活性碳氢键，另一个含有活性碳-氧、碳-氮或碳-卤键。

在铜催化剂的作用下，活性碳氢键上的氢被去除，而铜碳中间体形成。

然后，铜碳中间体与另一个有机物分子发生反应，形成新的碳-碳键。

2. 铜催化的偶联反应应用铜催化的偶联反应在有机合成中有广泛的应用。

例如，它可以用于构建碳-碳键和碳-氧键，合成酮、醛、酰胺等重要有机化合物。

此外，铜催化的偶联反应还可以用于构建芳香化合物，如苯、萘等，扩展了有机合成的范围。

这些反应具有高效、高选择性和可控性的特点，对于有机合成的发展具有重要的意义。

3. 铜催化的偶联反应的未来发展铜催化的偶联反应在有机合成领域已取得了巨大的成就，但仍面临一些挑战。

例如，反应条件的选择、底物适用性和反应的可控性等问题仍然需要进一步解决。

为此，有机化学家们正在努力开发新的铜催化剂和反应体系，以实现更高效、更可持续的合成方法。

此外，铜催化的偶联反应在药物合成、材料科学等领域也有着广阔的应用前景。

未来，我们可以期待铜催化的偶联反应在化学合成中发挥更重要的作用。

结论：铜催化的偶联反应作为一种重要的有机合成方法，具有广泛的应用前景和发展潜力。

通过不断地优化反应条件、开发新的催化剂和反应体系，铜催化的偶联反应将为合成化学带来更多的机遇和挑战。

在未来的研究中，我们期待铜催化的偶联反应能够在构建复杂有机分子和实现可持续合成方面发挥更重要的作用，为化学合成的发展做出更大的贡献。

Cu催化的C-X(X=C,O,S)键偶联反应研究及其在有机功能分子合成中的应用Cu催化的C-X(X=C,O,S)键偶联反应研究及其在有机功能分子合成中的应用近年来，随着有机化学的不断发展，Cu催化的C-X(X=C,O,S)键偶联反应作为一种重要的有机合成方法，受到了广泛的关注。

由于其高效、选择性和可控性等优势，该反应逐渐成为有机合成领域的热点研究内容，并在合成材料、药物和天然产物等领域中得到了广泛应用。

首先，我们先来介绍Cu催化的C-C键偶联反应。

在这类反应中，Cu作为催化剂可以促使碳原子与另一种碳原子发生键合反应。

例如，Cu催化的Suzuki偶联反应以及Sonogashira偶联反应等，通过在Cu表面吸附的配体的辅助下，使得苯环上的卤素经过还原消除与有机卤素或有机金属发生反应，从而实现了酚、醇、醚等化合物的合成。

此外，Cu还可以催化烯烃的双键加成反应，通过与烯烃中的双键进行配位，进而与C-X键发生消除反应，实现了烯烃与有机卤素的偶联反应。

由于这些反应条件温和、易于操作，且原料易得且便宜，因此在有机功能分子合成中得到了广泛应用。

而对于Cu催化的C-O键偶联反应，我们主要介绍其在合成醚和酯化反应中的应用。

例如，Cu催化的醚化反应可以通过醇与醚合成物发生Sn2取代反应，从而合成出醚化合物。

此外，Cu催化的氰基酯化反应也是一种重要的C-O键偶联反应。

在这类反应中，Cu催化剂可以促使腈与醇发生酯化反应，生成酯化合物。

这些反应在药物合成以及材料化学中具有广阔的应用前景。

除了C-C键和C-O键偶联反应，Cu催化的C-S键偶联反应也是有机合成中的重要反应之一。

例如，Cu催化的S-Aryl化反应可以通过芳基硫醇与卤代烃发生反应，生成芳基硫醚。

此外，Cu催化的S-acetylation反应也是实现C-S键偶联的重要反应，可以通过酰基硫醇与卤代烃等反应，合成出酰基硫醚。

总的来说，Cu催化的C-X(X=C,O,S)键偶联反应是有机合成中重要的方法之一。

科研开发2018·02143Chenmical Intermediate当代化工研究铜催化下C-N 偶联反应研究进展＊尹浩　王露露　陈家威　李呼努　马威　李志忠　李怡（西北民族大学化工学院 甘肃 730000）摘要：铜是一种不但廉价低毒，而且储量丰富的金属, 用铜作为催化剂促使C-N交叉偶联反应的发生，不仅可以替代贵重金属, 从而降低成本，而且可以减少对环境的污染, 促进绿色化学的发展。

本文综述了铜催化下C-N键偶联反应的研究情况。

关键词：C-N交叉偶联反应；铜；催化；进展中图分类号：O 文献标识码：AResearch Progress on in Copper-Catalyzed C-N Coupling ReactionYin Hao, Wang LuLu, Chen Jiawei, Li Hunu, Ma Wei, Li Zhiz h ong, Li Yi (School of chemical engineering, Northwest Minzu University, Gansu, 730000)Abstract ：Copper is a cheap, low-toxic, and abundantly abundant metal. Copper is used as a catalyst to promote the occurrence of CNcross-coupling reaction. It can not only replace precious metals, thus reducing costs, but also reducing environmental pollution and promoting green chemistry. development of. In this paper, the research on the coupling of C-N bond catalyzed by copper is reviewed.Key words ：C-N cross-coupling reaction ；copper ；catalysis ；progress含C-N键的有机化合物是一类非常重要的物质，不仅大量存在于各类具有生理活性的天然产物、药物中，也是许多化工材料的重要组成部分，甚至是生命活动不可缺少的物质。

铜催化C-N-C-O偶联合成N-芳基咪唑和苯并噁唑的催化体系研究铜催化C-N/C-O偶联合成N-芳基咪唑和苯并噁唑的催化体系研究摘要：N-芳基咪唑和苯并噁唑作为一类重要的有机化合物，在医药、农药和材料科学领域中具有广泛的应用。

铜催化C-N/C-O偶联反应是一种有效的合成方法，通过将芳基胺和醇类引入反应体系，可以在催化剂存在下实现N-芳基咪唑和苯并噁唑的高选择性制备。

本文综述了铜催化C-N/C-O偶联反应在N-芳基咪唑和苯并噁唑合成中的应用及其反应机理研究。

1. 引言近年来，有机合成领域的研究不断发展，同时对高效、低成本和高选择性的合成方法的需求也日益增加。

N-芳基咪唑和苯并噁唑作为重要的杂环化合物，具有广泛的生物活性和药物活性，因此引起了学术界和工业界的广泛关注。

传统的合成方法中，大多数都存在一些不足之处，如低产率、废弃物产生过多等。

因此，开发新的高效、环保的合成方法成为了当前研究的热点。

2. 铜催化C-N/C-O偶联反应铜催化C-N/C-O偶联反应是合成N-芳基咪唑和苯并噁唑的重要方法之一。

该反应通常以芳基胺和醇类为底物，在催化剂的存在下发生反应，通过形成醇醚中间体实现偶联反应。

在反应体系中，催化剂的选择对反应的效果起着至关重要的作用。

铜催化剂的设计及调控能够影响反应的速率和选择性，因此，许多研究集中于寻找高效的催化体系。

3. 铜催化体系的应用及反应机理研究3.1 N-芳基咪唑合成一种常见的铜催化体系是以芳基胺和醇为底物，针对N-芳基咪唑的合成进行反应。

研究发现，底物的选择对反应的效果有较大影响。

例如，对于芳基胺而言，取代基的电子性质和空间位阻会影响反应的产率和选择性。

此外，反应温度，催化剂配体的选择以及反应时间等因素也会对反应结果产生影响。

催化体系中铜离子的还原能力和配位能力的研究表明，铜催化剂能够有效催化反应的进行，并且通过调控反应条件可以获得较高的产率和选择性。

3.2 苯并噁唑合成铜催化C-N/C-O偶联反应也可用于苯并噁唑的合成。

Cu催化的偶联反应研究
过渡金属催化的交叉偶联反应可以方便地生成sp2碳-碳、碳-杂键,是有机合成的重要手段之一。

与钯、镍等过渡金属相比,铜是一种廉价而且低毒的金属,用铜来催化这些交叉偶联反应不仅可以节省贵金属的消耗以降低成本,而且可以减少对环境的污染、促进绿色化学的发展。

1、二价铜催化的串联反应合成取代3-亚甲基异吲哚-1-酮。

用
Cu(OAc)2·H2O/2, 2’-联咪唑催化邻碘和邻溴苯甲酰苯胺类化合物和端基炔烃在DMF中加热至60°C,通过加成环化直接制得3-亚甲基异吲哚-1-酮类化合物。

该体系比较新颖,反应条件温和,催化效果好。

2、CuI纳米粒子催化的Sonogashira偶联反应用高效的碘化亚铜纳米粒子催化的芳基卤化物和端基炔
烃的Sonogashira反应。

此偶联反应可以在无钯无配体以及无其他添加剂参与的条件下顺利的进行,收率较高(最高至99%)。

3、CuI纳米粒子催化的醛、胺、炔(A3)多组分偶联反应以CuI纳米粒子为催化剂,高效的催化醛、胺、炔的多组分反应。

相应的炔丙基胺类产物在无溶剂条件下可以以优秀的产率获得,此外,CuI
纳米粒子可以很容易的回收并且保持其高效的催化活性。

4、CuI纳米粒子催化的碘代芳烃的胍基化反应本部分首先以取代苯胺为原料,依据Sandmeyer反应合成了一系列取代碘苯,并对产物结构进行了表征。

此外,又研究了CuI纳米粒子催化的卤代芳烃的胍基化反应,产率较高。