Coupling Reactions偶联反应

偶联反应在有机合成中的应用研究引言：有机合成是研究有机分子之间的化学反应，以构建新的有机化合物，这在药物合成和材料科学领域具有重要的应用价值。

偶联反应是一类常用的有机合成方法，通过连接两个或多个有机分子，形成新的键，构建目标分子的分子骨架。

本文将讨论几种重要的偶联反应及其在有机合成中的应用研究。

一、金属催化的偶联反应金属催化的偶联反应是现代有机合成中最具代表性和广泛应用的方法之一。

其中最著名的是钯催化的偶联反应，如Suzuki偶联、Heck偶联和Negishi偶联等。

这些反应通过利用钯催化剂促使芳环和烯烃之间的偶联反应，具有高效、高选择性和底物广泛适应性的优点。

这些反应在药物合成和材料科学中得到了广泛的应用。

例如，Suzuki偶联反应被用于合成药物、农药和功能材料，而Heck偶联反应则被广泛应用于合成天然产物和聚合物材料。

二、碳-碳键形成反应碳-碳键形成反应是有机合成中另一类重要的偶联反应，其原理是通过碳原子之间的偶联反应来构建目标分子的骨架。

这些反应通常通过碱金属或过渡金属催化剂来实现。

最常用的碳-碳键形成反应是格氏反应和克鲁普斯基反应。

格氏反应通过将硝酚和醛缩合得到苯酚类化合物，而克鲁普斯基反应则通过将已有的碳酸盐与酸酐醇缩合得到β-酮酸盐。

这些反应广泛应用于药物合成和天然产物的合成。

三、氧化还原偶联反应氧化还原偶联反应是一类利用氧化还原反应构建碳-碳键的方法。

这些反应通常通过金属催化剂或有机小分子催化剂来实现。

最常用的氧化还原偶联反应是巴甫洛夫反应和维特igler反应。

巴甫洛夫反应通过将两个醛或酮经过氢转移催化之后结合形成α-羰基酮，而维特igler反应则是通过将亚砜和羧酸酐反应生成α-烯酮。

这些反应在合成脂肪酸、天然产物和有机化学品中具有重要的应用价值。

结论：在有机合成中，偶联反应为构建新的有机化合物提供了强大的工具。

金属催化的偶联反应、碳-碳键形成反应和氧化还原偶联反应是其中最重要和最常用的方法。

Et2O, reflux 20h
PhBu
dppp > dmpf > dppe > dmpe > dppc > cis - dpen Ph2P(CH2)nPPh2 Me2P(CH2)2PMe2 cis-Ph2PCH=CHPPh2 n = 2 dppe dmpe cis-dpen n = 3 dppp n = 4 dppb
(S)-Valphos (R = i-Pr) 81% ee (S) (R)-t-Leuphos (R = t-Bu) 94% ee (R)
Sp3 C-X substrate?
.精品课件.
7
MgXX'
RMgX
2 RMgX
L2NiX2
5
L2NiR2
6
2 MgX2
R'X'
R-R
R' L2 Ni X'
7
R - R'
3
R'
L2 Ni R
2
R'X'
R'X'
R' L2 Ni R
.精品课件.
8
配体的影响
PhCl + BuMgBr
NiCl2L2 ( 1 % )
偶联反应 Cross-Coupling Reaction
.精品课件.
1
经典反应式
R'-X Substrate
+ R-MX'
Catalyst (Ni or Pd
R--R'
+ MXX'
Coupling Partner ......?) Coupling Product Metal Halide

Sp3 C-X substrate?
MgXX'
RMgX L2 Ni 2 RMgX L2NiX2
5
R' R R'X'
R'X' L2NiR2
6
2
L2 Ni
7
R' X'
R'X'
2 MgX2
R-R R - R'
3
L2 Ni
R' R
配体的影响
NiCl2L2 ( 1 % ) PhCl + BuMgBr Et2O, reflux 20h PhBu
Catalyst Ni or Pd Pd/CuI
R Aryl, alkyl, vinyl Aryl, alkyl
Negishi (1977)
Ni or Pd
Zn
Aryl, allyl, benzyl, propargyl
Aryl, vinyl,benzyl, alkynyl Aryl, alkyl Aryl
RMg X + R'X'
NiX2L2
R - R' +
MgXX '
催化剂: NiX2L2 ( L2 = 双 膦 ) 溶剂: Et2O or THF 反应条件: 0 oC ~ R.T., reflux, 1 ~ 20 h, [Ni] / R’X’ = 10 -2 ~ 10 2 R’X’: sp 碳 的 卤 化 物
[ Ni * ] PhMeCHMgCl + Br
* P hMeCH CH = CH 2
PPFA Y: 83 ~ 99% (R)-(S)-PPFA (S)-(R)-PPFA
ee: 52 ~ 63% 63% ee (S) 59% ee (R)

Oxidation addition
Reductive elimination
2.
3.
Transmetalation
Reductive elimination diaryl- > (alkyl)aryl- > diethylpalladium(II)
transmetalation
General cycle for cross coupling
Pd(0)Ln ROTf [R-Pd( Ⅱ)][TfO]Ln PPh3 LiBr R-Pd-BrnL2
[Ph3PR] [Tfo]
Pd(0)
Application of Suzuki coupling
1.5 coupling with Aryl iodide
For Aryl idiode, the reaction could be performed under mild condition without ligand of phosphine. Such as PdCl2, Pd(OAc)2, Pd/C which makes the purification easier.
HO ArB(OH)2 I 0.3% mol%Pd/C, 3 equiv K2CO3 H2O, r.t., 12h, 77-99%
J. Org. Chem.; 2002, 67, 2721
HO
OH B OH I OMe
Pd(OAc) 2 K2 CO 3, acetone/H2O
OMe
Org. Syn., Coll.V ol. 10, P501; vOL. 75, P61
Pd/C N O I (HO)2B COOH Na2CO3, MeOH/H2O, reflux, 91% O