三齿氮配体的合成以及在Suzuki偶联中的应用
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suzuki反应催化剂配体的作用1. 引言1.1 概述引言部分将介绍本篇长文的主题和目标,即探讨suzuki反应中催化剂配体的作用。
suzuki反应被广泛应用于有机合成中,并且具有重要的实际意义。
催化剂作为反应中起关键作用的组分,对反应活性和选择性具有至关重要的影响。
因此,本篇长文旨在深入研究并阐述催化剂配体在suzuki反应中所扮演的角色和其对反应效果的影响。
1.2 研究背景针对有机合成领域需求不断增加和对高效、高选择性反应条件的追求,suzuki 反应因其温和、高效、适用范围广等特点而备受研究者关注。
近年来,大量研究表明,在suzuki反应中,催化剂配体与金属催化剂之间存在密切的协同作用。
通过不同类型、结构和功能的配体设计与合成,可以进一步优化催化剂在suzuki 反应中的活性与选择性。
因此,在理解和控制配体-催化剂相互作用以及探索合适的配体结构对催化活性的影响机制方面的研究具有重要意义。
1.3 目的本篇长文的目的是综述suzuki反应中催化剂配体的作用,探讨不同类型、结构和功能的配体在反应中对催化活性和选择性所起的影响,并总结以往相关研究中取得的重要发现。
同时,通过分析当前研究进展,展望未来可能的研究方向,以促进该领域进一步发展和应用。
以上为“1. 引言”部分内容,请根据需要进行补充或修改。
2. suzuki反应简介:suzuki反应是一种重要的钯催化的偶联反应,常用于合成有机化合物中的碳-碳键。
该反应首先由日本化学家铃木桂和苏三山于1979年首次报道。
suzuki反应的主要特点是底物范围广泛,反应条件温和,产率高,并且具有良好的功能团兼容性。
2.1 反应机理概述:suzuki反应的机理可以分为四个关键步骤:金属配位、氧化加热、关环还原和烷基消除。
第一步中,底物中的溴或氟原子与钯催化剂形成配位键,生成活性中间体。
接下来,在第二步中,氧化剂引发氧化加热过程,从而使得芳香环上的钯离子转化为活性金属颗粒。
Suzuki反应的研究和应用进展李健摘要:近年来suzuki偶联反应在有机合成中体现出了越来越重要的作用,也是有机合成研究的热点。
本文综述了该反应的研究和应用进展。
关键词:suzuki反应,研究,应用Abstract:In recent years, the Suzuki coupling reaction incarnates more and more important role in organic synthesis research. And it is one of the central issues of organic synthesis. In this paper the latest study of the Suzuki coupling reaction and their applications are reviewed.Key words: Suzuki coupling reaction, research, application一、前言芳基—芳基的偶联反应是现在合成中重要的手段之一,这些片段在天然产物的合成中是和常见的(例如生物碱),在制药和农药,染料中都是经常见的。
[27]近几年来Mizoroki–Heck反应和Suzuki–Miyaura反应已经成为芳基偶联的常用的方法,传统的方法都是通过活化C—H键来实现C-C键的形成,而直接偶联的方法更具原子经济性。
[40]现在通过许多的金属试剂都可以实现偶联反应,这种方法提供了一种基础普通的合成方法。
1972年,Kumada、Tamato和Corriu独自报道了烯基或芳基的卤化物与有机镁的反应可以被Ni(Ⅱ)的化合物显著的催化。
Kochi报道了Fe(Ⅲ)可以有效的催化格氏试剂和卤代烯烃的偶联反应。
Murahashi 首先报道了Pd催化的格氏试剂的反应,然后这种催化效用随后被Negishi应用在有机铝试剂,锌试剂和锆试剂上。
suzuki -miyaura偶联反应概述说明1. 引言1.1 概述Suzuki-Miyaura偶联反应是有机合成中一种重要的偶联反应方法,它以其高效、高选择性和广泛的底物适用性而受到广泛关注。
该反应以有机卤化物和有机硼酸酯为底物,在铜盐和配体的催化下进行,生成相应的偶联产物。
该反应可以构建碳-碳键和碳-氮键,常用于构建芳香化合物、杂环化合物等复杂分子结构。
1.2 文章结构本文将首先介绍Suzuki-Miyaura偶联反应的原理,包括反应机理、催化剂和底物选择性以及该反应的发展历史与应用领域。
然后会详细说明该反应的条件与步骤,包括底物准备与选择、反应条件控制以及步骤与工艺优化。
接下来将介绍实验操作与注意事项,包括实验操作步骤、常见问题与解决方法以及安全注意事项。
最后我们将给出结论部分,总结Suzuki-Miyaura偶联反应的优势和局限性,并展望其在未来发展中的重要性,并提出研究方向和未解决问题。
1.3 目的本文的目的是介绍Suzuki-Miyaura偶联反应及其在有机合成中的重要性。
通过对该反应原理、条件与步骤以及实验操作和注意事项的详细讲解,旨在帮助读者更好地理解和应用该反应,并掌握其正确操作方法。
同时,我们也将指出该反应存在的局限性,并展望其在未来发展中的前景和研究方向,希望能够激发更多科学家对该领域的兴趣并促进相关研究的推进。
2. Suzuki-Miyaura偶联反应的原理2.1 反应机理Suzuki-Miyaura偶联反应是一种重要的C-C键形成方法,其基本反应机理可被概括为以下几个步骤。
首先,芳香环上的硼酸和卤代烷基(或烯基)底物在催化剂的存在下发生吕得霉素配合物与底物之间的交换反应,生成含有硼酸酯官能团的中间体。
接下来,中间体与有机卤化物经过还原消除反应,在钯催化剂参与下进行脱羧作用,生成新的碳-碳键以及相应的芳香环。
最后,在正常工作温度条件下,溶剂中反应产物与锡盐或锂盐等强碱进行水解,得到目标产物。
Suzuki-Miyaura交叉偶联反应机理及其在有机合成中的应用学院:化学学院专业:有机化学学号:姓名:一、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应概念Suzuki 反应(铃木反应),也称作Suzuki 偶联反应、Suzuki-Miyaura 反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的有机偶联反应,是在钯配合物催化下,芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。
Z=Cl,Br,I自从1981年Suzuki 等报道了通过钯催化的有机硼化学物和卤代烃可以在很温和的条件下发生偶联反应制备不对称联芳烃以后,为芳-芳键的形成展开了一个新的领域[1]。
Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应被证明是目前制备联芳基及其衍生物最为广泛利用的方法,因为其具有很强的底物适应性及官能团耐受性,常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物,从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。
铃木章也凭借此贡献与理查德·赫克、根岸英一共同获得2010年诺贝尔化学奖。
二、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应机理Suzuki-Miyaura 交叉偶联的反应机理通常是一个普通的催化循环过程。
这个过程主要包括三个步骤:(1)氧化加成(oxidative addition) (2)转移金属化(transmetalation) (3)还原消除(reductive elimination)Ar-Pd-Ar 1Ar-ArPd(0)ArXArPdXArPdOHNaOHNaXB(OH)4ArB -(OH)3NaOHArB(OH)2氧化加成还原消除转移金属化ZB(OH)2BrZ+3% Pd(PPh 3)4Benzene, Na 2CO 3/H 2O首先,卤代芳烃与Pd(0)氧化加成后,与1mol 的碱生成有机钯氢氧化物中间物种,取代了键极性较弱的钯卤键,这种含有强极性的Pd-OH 的中间体具有非常强的亲电性;同时另1mol 的碱与芳基硼酸生成四价硼酸盐中间物种,具有非常强的富电性,有利于向Pd 金属中心迁移。
氮、硫双齿配体-钯促进的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应张占金;覃晴;唐霓;徐宁;韦敏雪;陈会英【摘要】钯配合物促进的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应为构建碳-碳骨架的重要方法,主要用于药物化学、天然产物、材料学及超分子配体等领域.以2-噻吩甲醛、脂肪族/芳香族伯胺、取代肼及羟胺等为原料,合成了9种2-噻吩甲醛亚胺类N,S-双齿配体(3a~3i),其结构经1H NMR,13C NMR和HR-MS(APCI)表征.并以N-环己基-2-噻吩甲亚胺(3b)为例,研究了配体对钯促进的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应的催化性能.结果表明:在反应体系Pd(OAc)2/3b/Cs2CO3/DMF中,苯硼酸与芳溴的交叉偶联反应的分离产率达到95%.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2018(026)012【总页数】5页(P895-899)【关键词】2-噻吩甲醛;亚胺N,S-双齿配体;苯硼酸;芳基溴;Suzuki-Miyaura交叉偶联反应;合成【作者】张占金;覃晴;唐霓;徐宁;韦敏雪;陈会英【作者单位】大连民族大学生命科学学院,辽宁大连 116605;大连民族大学生命科学学院,辽宁大连 116605;大连民族大学生命科学学院,辽宁大连 116605;大连民族大学生命科学学院,辽宁大连 116605;大连民族大学生命科学学院,辽宁大连116605;大连民族大学生命科学学院,辽宁大连 116605【正文语种】中文【中图分类】O643.32;O626二芳基化合物为重要的有机骨架。
该类化合物在药物合成、天然产物合成、功能材料合成以及构效关系研究等方面均有应用[1-2]。
均相条件下,钯配合物促进的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应是合成该类化合物的有效方法[3]。
钯配合物涉及的配体主要包括单齿氮配体[4-5]、N,N-双齿配体[6-10]、O,O-双齿配体[11-12]、Salen四齿配体[13-14]、卤化吲哚配体[15-16]、二酰胺配体[17]和磷配体[18-21]。
摘要 (3)Abstract (4)第一章绪论 (5)1.1前言 (5)1.2 Suzuki反应 (5)1.2.1 Suzuki反应简介 (5)1.2.2 Suzuki反应的定义以及机理 (6)1.2.3 Suzuki偶联反应的常见配体 (8)1.2.3.1 膦配体 (8)1.2.3.2 碳配体 (10)1.3课题的提出 (11)第二章实验部分 (14)2.1 仪器 (14)2.2 试剂与药品 (14)2.3 配体的合成 (16)2.3.1 吡啶-2,6-二甲酸的合成 (16)2.3.2 吡啶-2,6-二甲酸乙酯的合成 (16)2.3.3 2,6-二苯甲酰乙酰吡啶的合成 (16)2.3.4 2,6-二【(3-吡唑基)-5-苯基】吡啶(L2)的合成 (17)2.3.5 2,6-二【(3-吡唑基)-3,5-二苯基】吡啶(L3)的合成 (17)2.4 含Pd金属配合物的制备 (17)2.4.1 PdCl2·L2的制备 (17)2.4.2 PdCl2·L3的制备 (17)2.5 Suzuki反应 (18)第三章结果与讨论 (19)3.1 L2以及L3的选择 (19)3.3溶剂对反应的影响 (21)3.4 添加剂TBAB对反应的影响 (22)3.5芳卤对反应的影响 (22)第四章全文总结 (23)第五章参考文献 (25)三齿氮配体的合成以及在Suzuki偶联中的应用专业无机化学学生齐潇指导老师李瑞祥摘要在本文中介绍了2,6-二【(3-吡唑基)-5-苯基】吡啶(L2)和2,6-二【(3-吡唑基)-3,5-二苯基】吡啶(L3)配体的合成以及PdCl2·L2和PdCl2·L3配合物的合成。
分别研究了L2配体和L3在Suzuki偶联反应的中催化效果。
其中L3配体有着显著的催化效果而L2的效果不是很好,因此在后期的试验中着重考察了L3配体的催化效果。
在苯硼酸为底物的Suzuki偶联反应中,测试了氮配体L3、碱溶剂、底物等因素的影响。
Suzuki 交叉偶联反应简介Suzuki 交叉偶联反应是一种重要的有机合成方法,其可用于构建碳-碳键和碳-氮键。
该反应以钯催化剂为基础,通过将有机卤化物与有机硼试剂偶联,实现化学物质的合成。
Suzuki 交叉偶联反应具有高效、高选择性和广泛的适用性,因此在药物合成、材料科学和天然产物合成等领域得到了广泛的应用。
历史Suzuki 交叉偶联反应是由日本化学家铃木敏郎于1979年首次报道的,他因此获得了2010年的诺贝尔化学奖。
铃木敏郎的研究致力于发展新的合成方法,以便更有效地合成有机化合物。
他的发现为有机合成领域带来了一种简单且高效的方法,使得复杂分子的合成变得更加容易。
反应机理Suzuki 交叉偶联反应的反应机理相对简单,其基本步骤如下: 1. 钯催化剂与有机硼试剂形成络合物; 2. 钯催化剂与有机卤化物形成络合物; 3. 钯催化剂的活化使得有机卤化物发生还原,生成活性中间体; 4. 活性中间体与有机硼试剂发生反应,形成新的碳-碳键或碳-氮键。
实验条件Suzuki 交叉偶联反应的实验条件相对温和,一般包括以下几个方面: 1. 溶剂:常用的溶剂包括乙腈、二甲基亚砜和二氯甲烷等; 2. 钯催化剂:常用的钯催化剂包括[Pd(PPh3)4]、PdCl2(PPh3)2和[Pd(PPh3)2Cl2]等; 3. 硼试剂:常用的硼试剂包括芳基硼酸和烷基硼酸等; 4. 碱:常用的碱包括碳酸钠、碳酸钾和碱金属碱等。
应用领域Suzuki 交叉偶联反应在有机合成领域具有广泛的应用,特别是在以下几个方面:1. 药物合成:Suzuki 交叉偶联反应可用于合成药物分子的关键中间体,从而提高药物的合成效率和产量; 2. 材料科学:Suzuki 交叉偶联反应可用于合成具有特定结构和性质的有机材料,如聚合物和液晶材料等; 3. 天然产物合成:Suzuki 交叉偶联反应可用于合成天然产物的关键结构单元,从而实现天然产物的全合成。
优势与挑战Suzuki 交叉偶联反应作为一种有机合成方法,具有以下几个优势: 1. 高效性:Suzuki 交叉偶联反应通常具有较高的产率和选择性,可用于合成复杂化合物; 2.适用性广泛:Suzuki 交叉偶联反应适用于不同类型的有机卤化物和硼试剂,具有较高的反应适应性; 3. 可控性强:Suzuki 交叉偶联反应可以通过调节反应条件和催化剂的选择来控制反应的速率和产物的结构。
【最新整理,下载后即可编辑】Suzuki-Miyaura交叉偶联反应机理及其在有机合成中的应用学院:化学学院专业:有机化学学号:姓名:一、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应概念Suzuki 反应(铃木反应),也称作Suzuki 偶联反应、Suzuki-Miyaura 反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的有机偶联反应,是在钯配合物催化下,芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。
Z=Cl,Br,I自从1981年Suzuki 等报道了通过钯催化的有机硼化学物和卤代烃可以在很温和的条件下发生偶联反应制备不对称联芳烃以后,为芳-芳键的形成展开了一个新的领域[1]。
Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应被证明是目前制备联芳基及其衍生物最为广泛利用的方法,因为其具有很强的底物适应性及官能团耐受性,常用ZB(OH)2BrZ+3% Pd(PPh 3)4Benzene, Na 2CO 3/H 2O于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物,从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。
铃木章也凭借此贡献与理查德·赫克、根岸英一共同获得2010年诺贝尔化学奖。
二、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应机理Suzuki-Miyaura 交叉偶联的反应机理通常是一个普通的催化循环过程。
这个过程主要包括三个步骤: (1)氧化加成(oxidative addition) (2)转移金属化(transmetalation) (3)还原消除(reductive elimination)Ar-Pd-Ar 1Ar-ArPd(0)ArXArPdXArPdOHNaOHNaXB(OH)4ArB -(OH)3NaOHArB(OH)2氧化加成还原消除转移金属化首先,卤代芳烃与Pd(0)氧化加成后,与1mol 的碱生成有机钯氢氧化物中间物种,取代了键极性较弱的钯卤键,这种含有强极性的Pd-OH 的中间体具有非常强的亲电性;同时另1mol 的碱与芳基硼酸生成四价硼酸盐中间物种,具有非常强的富电性,有利于向Pd 金属中心迁移。
Suzuki cross coupling reaction 这个反应,我曾经在前面的话题中有过简单总结,一些基本的概念大家有兴趣的可以看看这个话题.这里我将详细针对这个反应结合自己在实际应用中的问题,分三个大部分和大家讨论。
一. Suzuki cross coupling reaction 的基本因素及对反应的影响Suzuki cross coupling reaction 的基本因素总的来说可以分为下面几个部分:1.底物的活性简单的分类可以是:ArN2+X->>ArI>ArBr>ArCl>ArOTf≥ArOTs,ArOMe。
这里面常用的是卤代物,其中尤其是碘代和溴代最为常见,也是反应效果较好的。
但是,ArN2+X在有些情况下,是个很好的选择。
它的制备我可以给出一个常用的方法,这里我们的重氮盐,是氟硼盐,具体的如下:2. Suzuki cross coupling reaction 在没有碱的参与下,是很难反应的,甚至不反应!反应中碱的影响不仅取决于碱(负离子)的强弱,而且要兼顾阳离子的性质。
阳离子如果太小不利于生成中间的过渡态ylide(Pd)中间体,如果要弄清楚这个问题简单的机理介绍是必不可少的,下面化学式可以明了的解释这个原理。
通常来说,大的阳离子的碱,如Ba,Cs,会加速反应,当阳离子太小而被屏蔽反应的速率和效率将显着下降。
我们继续谈谈碱的问题,我们知道碱的强弱很大部分是取决溶剂对它的溶解性的,因此溶剂的选择和碱的选择实际上是个互相关联的问题,我们在实际的应用中应该综合的考虑这两个因素。
我们下面就谈到第三个问题3.溶剂的选择常用的溶剂分为质子,非质子,极性和非极性,当然他们是互相交叉的,我这里再一次强调一下,溶剂和碱要综合考虑选择,这里只简单的给出一些常用的二者间的配合:Ba(OH)2/95%EtOH, Na2CO3,K2CO3,CsCO3/dioxane,DMF,CsF,K3PO4/toluene.当然,具体到实际的应用上还要考虑你底物在这些溶剂中的溶解性。
专利名称:PNN三齿配体、钌络合物、其制备方法和应用专利类型:发明专利
发明人:丁奎岭,荣良策,韩召斌
申请号:CN201811324106.1
申请日:20181108
公开号:CN111153940A
公开日:
20200515
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种PNN三齿配体、钌络合物、其制备方法和应用。
本发明的钌络合物的结构如式I所示,其在将环状碳酸酯转化为甲醇的反应以及将聚酯和聚碳酸酯氢化降解的反应中均表现出较佳的催化活性。
此外,发明的PNN三齿配体及其钌络合物稳定性好,并且合成工艺简单。
申请人:中国科学院上海有机化学研究所
地址:200032 上海市徐汇区零陵路345号
国籍:CN
代理机构:上海弼兴律师事务所
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摘要 (3)Abstract (4)第一章绪论 (5)1.1前言 (5)1.2 Suzuki反应 (5)1.2.1 Suzuki反应简介 (5)1.2.2 Suzuki反应的定义以及机理 (6)1.2.3 Suzuki偶联反应的常见配体 (8)1.2.3.1 膦配体 (8)1.2.3.2 碳配体 (10)1.3课题的提出 (11)第二章实验部分 (14)2.1 仪器 (14)2.2 试剂与药品 (14)2.3 配体的合成 (16)2.3.1 吡啶-2,6-二甲酸的合成 (16)2.3.2 吡啶-2,6-二甲酸乙酯的合成 (16)2.3.3 2,6-二苯甲酰乙酰吡啶的合成 (16)2.3.4 2,6-二【(3-吡唑基)-5-苯基】吡啶(L2)的合成 (17)2.3.5 2,6-二【(3-吡唑基)-3,5-二苯基】吡啶(L3)的合成 (17)2.4 含Pd金属配合物的制备 (17)2.4.1 PdCl2·L2的制备 (17)2.4.2 PdCl2·L3的制备 (17)2.5 Suzuki反应 (18)第三章结果与讨论 (19)3.1 L2以及L3的选择 (19)3.3溶剂对反应的影响 (21)3.4 添加剂TBAB对反应的影响 (22)3.5芳卤对反应的影响 (22)第四章全文总结 (23)第五章参考文献 (25)三齿氮配体的合成以及在Suzuki偶联中的应用专业无机化学学生齐潇指导老师李瑞祥摘要在本文中介绍了2,6-二【(3-吡唑基)-5-苯基】吡啶(L2)和2,6-二【(3-吡唑基)-3,5-二苯基】吡啶(L3)配体的合成以及PdCl2·L2和PdCl2·L3配合物的合成。
分别研究了L2配体和L3在Suzuki偶联反应的中催化效果。
其中L3配体有着显著的催化效果而L2的效果不是很好,因此在后期的试验中着重考察了L3配体的催化效果。
在苯硼酸为底物的Suzuki偶联反应中,测试了氮配体L3、碱溶剂、底物等因素的影响。
在使用不同碱时,实验表明不同底物需要的碱强度不同,碱性太弱或太强都不利于反应。
测试各种不同溶剂时,发现溶剂对反应也有很大影响。
异丙醇为溶剂的催化体系效果最好。
通过拓展底物,发现催化剂对不同底物,发现催化剂对不同的底物都有很好的催化效果.关键词Suzuki反应;钯催化;三齿氮配体;卤代烃Tridentate nitrogen ligands and the application in Suzukicoupling reactionMajor : inorganic chemistryApplicant: Qi Xiao Advisor: Prof. Li RuixiangAbstract:In this article introduces the synthesis of 2,6-bis(5-phenyl-4H-pyrazol-3-yl)pyridine (L2) and 2,6-bis(1,5-diphenyl-1H-pyrazol-3-yl)pyridine (L3)and PdCl2 • L2 and PdCl2 • L3 complexes. The catalytic effects of each of the L2 and L3ligands in the Suzuki coupling reaction have been studied. L3 ligand has a significant catalytic effect and the effect of L2 is not quite good, so in later experiments study was focused on the catalytic effects of ligand L3. Using phenylboronic acid as the substrate for Suzuki coupling reaction, we tested ligands L3, alkaline solvent, substrate and other factors. Using different base, the results show that different substrates require different strength of alkali, alkaline too weak or too strong are not conducive to the reaction. Having tested a variety of different solvents, we found that solvent effects have a significant impact on the response. When explored effects of solvents, we found the yield with isopropanol was the best. After applying other substrates to the reaction, we found the catalyst had a good effect on these substrates.Keywords:Suzuki coupling reaction ,Palladium, Tridentate nitrogen ligands, Aryl halide第一章绪论1.1前言随着时代的变迁,人类不得不面临的种种问题:资源匮乏、粮食短缺、疾病肆虐……使得人们不得不发现创造新能源、新材料、新药物,化学作为一门中心学科扮演着越来越重要的角色。
而对众多新物质的需求又促使有机合成重要性提高,在有机合成中,联芳烃的构建无疑是无可替代的。
众所周知,Suzuki 反应在现代有机合成中是一个非常重要的反应。
Suzuki反应使有机硼化物和卤代烃在温和的条件发发生偶联反应生成不对称联芳烃。
为联芳烃的合成开启了一个新的领域。
Suzuki和Miyaura于1981年将苯硼酸作为亲核试剂发现了这个反应,引入到与卤代代化合物的C-C 交叉偶联反应中后发现[1]。
其后,越来越多的化学家们进入这个领域开展了大量的相关研究。
后来,Suzuki在这个反应中添加了膦配体,得到了很好的选择性和转化率。
随着30年的发展,膦配体得到了极大的发展的同时也发现很多了很多其他类型的配体,如碳配体、氮配体、硫配体等。
由于氮配体的活性不如膦配体那么强,但是氮配体有着对于空气以及水的稳定性,因此氮配体还是存在着很大的研究必要以及研究空间。
1.2 Suzuki反应1.2.1 Suzuki反应简介在钯催化下由卤代芳基化进一步产生C-C键的Suzuki偶联反应,在现代有机合成中占有无可取代的地位。
由于Suzuki偶联在底物种类、反应条件、催化剂类型等很多方面有较大的选择余地,而且结果也很好,以致短短30年Suzuki偶联已成为有机合成焦点。
Suzuki偶联反应又称为Suzuki-Miyaura偶联反应Suzuki和Miyaura于1981年将苯硼酸作为亲核试剂,引入到与溴代化合物的C-C交叉偶联反应中后发现的。
早期的Suzuki偶联反应是在催化剂Pd(PPh3)4的存在下,以Na2CO3为碱和苯为溶剂可以顺利得到偶联产物。
短短的30年中,Suzuki偶联反应得到了很快的发展,配体也得到了不断的推陈出新。
从最初的PPh3到无膦的卡宾配体,种类繁多。
其中比较常用的按其参与配合原子不同将其分为磷配体﹑碳配体﹑氮配体。
作为底物的硼酸衍生物相对于其他有机金属化合物具有对热、空气、水分不敏感而且还有廉价易得、低毒以及副产品易于分离等众多优点。
但是通常需要通过格氏试剂或有机锂试剂与三烷基硼酸酯的反应来完成。
(式一和式二)。
这一制备过程成为有机硼化合物作为亲核试剂参与交叉偶联反应的最主要因素[2]。
同时很多硼酸衍生物的提纯都比较困难。
这也是为什么Suzuki偶联反应在一些对于纯度要求较高的应用领域中存在局限性的原因[2]。
式一式二1.2.2 Suzuki反应的定义以及机理Suzuki反应是指在Pd催化下的有机硼化物参与的C-C交叉偶联反应,通式如下目前被人们广泛接受的Suzuki偶联反应的机理是一个三步历程的催化循环[3]: (1) 氧化加成;(2) 转移金属化;(3) 还原消去。
如图一所示:首先,活性催化剂L n Pd(0)与亲电试剂RX发生氧化加成,生成过渡态化合物1,该步骤往往是整个偶联反应的决速步骤,然后,在有机硼化物再见的作用下转变为带负电荷的R1BY3-,在与1发生转移金属化作用,生成X-BY3-和过渡态化合物2。
最后经过还原消去历程生成产物R-R1。
对活性催化剂L n Pd(0)的研究表明[4]:在一些反应中真正发挥催化作用的可能是单配位化合物LPd(0)。
图一Suzuki偶联反应机理(1)还原消去氧化加成转金属化Suzuki通过对于卤代烯烃与有机硼化物偶联反应的研究又提出了一种新的催化循环理论(图二)[5]。
其不同之处在于:在氧化加成历程中,碱R2O-参与了催化剂的配合,生成中间体3。
3在转移金属化历程中与[R1B(OR2-)]-发生配合交换后,才生成中间体2。
目前为止,机理1中所涉及的中间体已经得到检测和确认,但机理(2)尚未得到进一步证实图二Suzuki偶联反应机理(2)1.2.3 Suzuki偶联反应的常见配体在Suzuki的发展过程中,配体不断的推陈出新。
从最早的PPh3到无膦的卡宾配体。
常见的配体通常按配体重参与配合的原子不同而将其分为膦配体、氮配体、碳配体、氮配体以及硫配体。
1.2.3.1 膦配体膦配体又分为单齿膦配体、双齿膦配体、多齿膦配体。
其中单齿膦配体是配体结构中最为丰富多样的一类,PPh3是最早和最广泛的应用于Suzuki偶联反应的单齿膦配体[6-8]。
在这一配体的基础上,Fu等人改变了磷上的取代基后又提出了PCy3、P(t-Bu)3和P(t-Bu)3等单齿膦配体。
由于这些烷基取代的配体具有更好的富电性和更大的空间位阻,他们在一些活性较低的底物参与的反应中表现出相当优秀的催化活性。
现在,P(t-Bu)3已经成为继PPh3之后应用最为广泛的单齿膦配体。
此外Beller[9]还将烷氧基引入膦化物中,这一结构对于氯苯的Suzuki偶联反应具有良好的催化活性。
其他的单齿磷配体还有如Guram提出的P(t-Bu)2(p-NMe2-Ph)[10]、,Beller提出的含有吡咯机构的PAP配体[11]等等。
在Suzuki偶联反应中常见的含膦双齿配体有P-P、P-C、P-O、P-N和P-S等类型,期中P-P 类型的双齿化合物相对于其他几种配体形式又有着较多的形式。