过渡金属有机化合物催化的交叉偶联反应

反应中Pd（0）作为催化剂，在其中循环。

Heck反应优点在于其区域选择性和立体专一性，缺点为Pd过于昂贵。

铃木反应铃木反应，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，零价钯配合物催化下，芳基或烯基硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。

该反应由铃木章在1979年首先报道，在有机合成中的用途很广，具强的底物适应性及官能团容忍性，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。

目录经还原消除，得到目标产物9以及催化剂1。

氧化加成一步，用乙烯基卤反应时生成构型保持的产物，但用烯丙基和苄基卤反应则生成构型翻转的产物。

这一步首先生成的是顺式的钯配合物，而后立即转变为反式的异构体。

还原消除得到的是构型保持的产物。

基本因素SUZUKI cross coupling reaction 的基本因素总的来说可以分为下面几个部分，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.碱的参与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著下降。

溶剂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。

Negishi反应的研究及发展应用摘要：近年来，Negishi 偶联反应已经成为有机合成化学和催化化学领域的热点，在天然产物、高分子材料、功能材料和液晶材料的合成及医药生产中得到了广泛应用。

在此，本文将综述Negishi偶联反应的研究.发展.应用。

关键词：Negishi反应研究发展应用research Progress and application in Negishi Cross-coupling ReactionsAbstract:in recent years,Negishi coupling reaction has become a hot spot in the field of organic synthesis and the catalysis。

and has been widely applied in natural products, high polymer materials, the synthesis of functional materials ，liquid crystal materials and medicine production. herein, t h e l a t e s t research o f t h e Negishi coupling reaction. development.and their applications are reviewed.Key words: Negishi coupling reaction, research, development application一．前言：Negishi 反应是2010年诺贝尔化学奖获得者日本科学家Ei-ichi Negishi（根岸英一，2010年诺贝尔奖得主）于1977年发现的，指的是钯催化下的不饱和有机锌试剂和芳基或乙基卤化物等进行的偶联反应。

如今，Negishi 反应在其本人与其他有机化学家的研究下已经广泛应用于天然产物的全合成中。

Suzuki偶联反应合成4-溴-2-硝基联苯刘俞汝;夏河山;蒋卫鹏;段显英;杨贯羽;李继【摘要】通过Suzuki偶联反应合成了4-溴-2-硝基联苯，对反应条件进行了优化选择，研究了反应温度、反应时间、反应所需用的碱对反应收率的影响，并通过气相色谱、液相色谱、红外、核磁、气质联用对得到的目标产物进行了表征分析。

%In this paper,4-Bromo-2-nitro-biphenyl had been synthesized by Suzuki coupling. The reaction conditions, such as temperature,time and base used in the reaction,were investigated,and the product was characterized and analyzed by HPLC,IR,NMR and GC-MS.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2016(034)010【总页数】4页(P1634-1637)【关键词】Suzuki偶联反应;4-溴-2硝基联苯;合成【作者】刘俞汝;夏河山;蒋卫鹏;段显英;杨贯羽;李继【作者单位】郑州大学化学与分子工程学院，郑州 450001; 河南省科学院化学研究所有限公司，郑州 450002;郑州铁路职业技术学院，郑州 451460;河南省科学院化学研究所有限公司，郑州 450002;河南省科学院化学研究所有限公司，郑州450002;郑州大学化学与分子工程学院，郑州 450001;河南省科学院化学研究所有限公司，郑州 450002【正文语种】中文【中图分类】O6在现代有机合成化学中，碳—碳键构成的反应至关重要.其中，过渡金属催化交叉偶联反应，经过几十年的发展，提供了多种碳—碳构建的方法，如Suzuki反应、Stille反应、Hiyama反应、Negishi反应和Kumada反应等［1-2］，实现了温和条件下高效的碳—碳键构建，成为有机合成领域重要的工具，并被广泛应用于天然产物、药物、聚合材料等各个领域中［3］.在上述各种偶联反应中，有机硼参与的Suzuki偶联反应有着特殊的优点而引起了人们的广泛关注［4-8］.其反应条件温和、底物易得、官能团容忍性好（如氨基、羧基、醛基、硝基、氰基、卤素等）、产物易于分离、受空间位阻集团影响小、效率高、具有高度的区域选择性及立体对映选择性，这些优点为它的发现者Suzuki赢得了2010年诺贝尔化学奖［9］.此外，有机硼试剂经济易得，毒性较低，且在空气中稳定，硼试剂引入的副产物易于后处理.从实际和工业应用角度看，基于硼试剂的Suzuki反应显然更有吸引力，因此一直是合成碳—碳键的最有效的手段之一［10-14］.联苯类化合物是一类极为重要的化工中间体，广泛应用于药物、燃料、有机导体、半导体和液晶材料等领域［15-16］.联苯类化合物往往通过有机金属偶联反应构建此类化合物［12，17-18］.4-溴-2-硝基联苯可作为合成咔唑类光电材料中间体的前体，由4-溴-2-硝基联苯合成的咔唑在2位和9位为活泼位点，可以引入新的共轭结构，进一步合成多共轭结构的咔唑类光电材料中间体［19-21］.有很重要的意义，本文研究了以2，5-二溴硝基苯和苯硼酸为原料，经过了Suzuki偶联反应合成了4-溴-2-硝基联苯，工艺路线如图1所示，并确定了反应中合适的碱、反应温度及反应时间.1.1 主要仪器与试剂仪器：Agilent1260液相色谱仪；岛津GC-2014气相色谱仪；Yanagimoto MFG CO熔点测试仪；NMR：Agilent Technology 400MR核磁共振仪；Trance GC Ultra DSQⅡ型气质联用仪.试剂：2，5-二溴硝基苯，苯硼酸，三（二亚苄-BASE丙酮）二钯（Pd2（dba）3），三苯基磷（PPh3），碳酸钾，氢氧化钾，氟化钾，磷酸钾，氢氧化钾，乙酸钾，碳酸钠，乙酸钠，碳酸锂，二甲亚砜，二氯甲烷，石油醚（溶剂均为分析纯）.1.24 -溴-2-硝基联苯的合成在250 mL反应瓶中加入2.81 g（10 mmol）2，5-二溴硝基苯，1.22 g（10 mmol）苯硼酸，3.2 mg（0.035 mol%）Pd2（dba）3，2.4 mg（0.9 mol%）三苯基磷，30 mmol碱，溶剂DMSO 100 mL，氩气保护，加热回流4 h.反应结束，用二氯甲烷萃取两次，水洗有机相，用无水硫酸镁干燥后，蒸干溶剂得到褐色油状物.用石油醚和二氯甲烷（5∶1）做洗脱剂，过柱分离，得到产品，约1.57 g，收率53%，气相色谱纯度97.5%，液相色谱纯度97.7%，熔点：57.5～60℃.1H NMR（400 MHz，CDCl3）：δ：7.99（d，1H，J=8.0 Hz），7.74（dd，2H，J=8.0，2.0 Hz），7.44～7.41（m，3H），7.33～7.27（m，3H）；13C NMR （400 MHz，CDCl3）：δ：149.4，136.1，135.2，135.1，133.2，128.7，128.5，127.6，126.9，121.2；IR（kBr，υ/cm-1）：3428，3086，2369，1598，1555，1468，1443，1349，1264，1096，1006，874，841，764，703，677；GC-MS（EI，m/z）：277.5（M+）.该反应为芳基卤代物与苯硼酸发生的偶联反应，影响反应的主要条件为催化剂、配体、碱、溶剂、反应溶剂、反应温度.在合成有1a的文献报道中［22-23］，所用的金属催化剂通常为Pd（PPh3）4或Pd（OAc）2，考虑到这两种催化剂所需要的量较大，在本实验使用的是Pd2（dba）3，其所用量小，仅为原料的0.035%.从配体的稳定性与经济性考虑，选择配体为三苯基磷PPh3.所用的溶剂与文献报道不同，文献使用为甲苯，本文选择DMSO并与水作混溶反应溶剂，使反应在均相环境中进行.2.1 温度对反应进程的影响在本论文研究中，我们选择Pd2（dba）3所用的金属催化剂，PPh3为所用的配体，选用的反应溶剂为DMSO∶H2O（5∶1），选用碱为KF·2H2O，考察了反应所需要合适的反应温度.在反应时间相同，均为2 h的条件下，分别研究了该反应在70、80、90、95、100℃下的反应情况.通过TLC监测发现，70℃时原料点无减少，80℃时原料点有减少，90、95、100℃时，原料点消失，因此选择90℃为反应时所需的合适温度.2.2 反应时间对产品收率的影响确定了反应温度为90℃，反应其他条件不改变，在实验进程中，通过气相色谱仪监测反应的进程，检测反应不同时间时目标产物、副产物和其他杂质的比例，实验结果如表1所示.实验发现，当反应时间为4 h时，目标产物的分量最大，此时产品收率也最优.因此选择最合适的反应时间为4 h.2.3 碱对产品收率的影响碱在Suzuki反应中起到很重要的作用，本实验研究了不同的碱对反应转化率的影响.选用的碱有K2CO3，KOH，KF·2H2O，K3PO4·3H2O，KOAc，Na2CO3，NaOAc，Li2CO3，反应收率的变化如图2.其中发现，其中K2CO3、Na2CO3、Li2CO3作为碱时目标产品1a的收率高于使用其他碱，且K2CO3为使用的碱时，1a的收率最好.因此选用K2CO3的为反应所使用的碱.2.4 目标产物表征分析分离出反应产物后，对产品进行了纯度分析，气相色谱纯度为97.5%，液相色谱纯度为97.7%，熔点：57.5～60℃.GC-MS（EI，m/z）：277.5（M+），与目标产物分子量一致.红外见图3（kBr，υ/cm-1）：3428，3086，2369，1598，1555，1468，1443，1349，1264，1096，1006，874，841，764，703，677；其中1598 cm-1，为苯环中C==C骨架伸缩，且受到了-NO2影响；1349 cm-1为-NO2对称伸缩，指纹区874 cm-1、841 cm-1有峰说明有三取代的苯，为1，2，4位取代；764 cm-1、703 cm-1有吸收峰，说明有一取代的苯.综上IR分析符合4-溴-2-硝基联苯的结构.进一步进行NMR结构确认分析，1H NMR（400 MHz，CDCl3）：δ：7.99（d，1H，J=8.0 Hz），7.74（dd，2H，J=8.0，2.0 Hz），7.44～7.41（m，3H），7.33～7.27（m，3H）；13C NMR（400 MHz，CDCl3）：δ：149.4，136.1，135.2，135.1，133.2，128.7，128.5，127.6，126.9，121.2；确定了目标产物的结构为4-溴-2-硝基联苯.以2，5-二溴硝基苯和苯硼酸为原料，以三（二亚苄-BASE丙酮）二钯（Pd2（dba）3）为金属催化剂，以三苯基磷为配体，通过Suzuki偶联反应合成了4-溴-2-硝基联苯，收率为53%.研究确定了适宜的反应条件，分别为K2CO3为碱，反应温度为90℃，反应时间为4 h.【相关文献】［1］Seechurn C C C J，Kitching M O，Colacot T J，et al.Palladium-catalyzed cross-coupling：a historical contextual perspective to the 2010 nobel prize［J］.Angew ChemInt Edit，2012，51（21）：5062-5085.［2］张剑，陆庆全，刘超，等.氧化偶联反应的最新研究进展［J］.有机化学，2014，35（4）：743-759.［3］Magano J，Dunetz J rge-scale applications of transition metal-catalyzed couplings for the synthesis of pharmaceuticals［J］. 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烯烃-π配合物
F e (C O ) 5
+
H 2C = C H C H = C H 2
uv -C O H 2C
H2 C Fe OC
H2 C CH2 CO CO
C H C O 2E t F e (C O ) 5 + C H C O 2E t
uv -C O E tO 2 C
OC
×
Fe CO CO
H C
H C
O OC Fe C O C Fe CO
Fe2(5–C5H5)2(-CO)2 (CO)2
35
金属茂的反应性
与亲电试剂反应, 例如酰基化反应:
COCH3
Fe
+
COCH3 C H 3C O C l
Fe
C H 3C O C l
A lC l3
Fe
COCH3
与丁基锂的反应: 锂化反应
Li LiBu +
Fe Fe
trienyl
环戊二烯（η 5） 苯，环庚三烯（η 6）
环庚三烯基（η 7）
12
有效原子序数规则(18电子规则)
这个规则实际上是金属原子与配体成键时倾 向于尽可能完全使用它的九个价轨道(五个d轨道 、1个s、三个p轨道)的表现。 有些时候，它不是 18 而是 16。这是因为18e意 味着全部s、p、d价轨道都被利用，当金属外面电 子过多，意味着负电荷累积, 此时假定能以反馈键 M→L形式将负电荷转移至配体，则18e结构配合 物稳定性较强；如果配体生成反馈键的能力较弱 ，不能从金属原子上移去很多的电子云密度时， 则形成16电子结构配合物。
3 , 1
4 4 5, 3 , 1 6
-烯丙基(allyl) C3H5 1,3-丁二烯 C4H6 环丁二烯 C4H4