单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 过渡金属有机化合物催化的交叉偶联反应,7.1 Kumada偶联反应,7.2 Suzuki偶联反应,7.3,Stille偶联反应,7.4 Negishi偶联反应,7.5,Sonogashira反应,7.6 Heck反应,7.7 其它偶联反应,第七章 过渡金属有机化合物催化的交叉偶联反应7.1 Ku,1,交叉偶联反应定义,在过渡金属配合物的催化下，RX与非过渡金属有机化合,物R,M,形成碳碳键（RR）的反应。,X=I,Br,Cl,OTf,M=Pd,Ni,Fe,Rh,M=Mg,B,Sn,Zn,交叉偶联反应的效率高、选择性好、反应条件温和，是现代,有机合成有效手段。,交叉偶联反应定义 在过渡金属配合物的催化下，RX,2,7.1 Kumada偶联反应,Kumada偶联反应是在镍配合物催化下，Grignard试剂与卤,代烃之间的交叉偶联反应。,Kumada 1972首次报道,反应常用的催化剂:双齿膦配位的镍有机配合物,反应底物：卤代芳烃、乙烯基卤代烃和烷基、芳基Grignard试剂,7.1 Kumada偶联反应 Kumada偶联反应,3,Kumada偶联反应机理,(0)Grignard试剂对镍有机配合物的Ni-X键烃化,还原消除,生成Ni,0,(1)Ni,0,配合物与卤代烃发生氧化加成，生成Ni(II),(2)Grignard试剂对新生成的Ni(II)配合物的Ni-X键烃化,(3)还原消除生成偶联产物与Ni,0,Kumada偶联反应机理(0)Grignard试剂对镍有机,4,7.2 Suzuki-Miyaura偶联反应,在零价钯配合物作用下，卤代烃与有机硼酸的交叉偶联反应。,优点：,有机硼酸稳定、无毒、经济易得；,反应条件温和、官能团兼容性好；,空间位阻影响不大、产率高、选择性好。,Suzuki和Miyaura 1971报道,7.2 Suzuki-Miyaura偶联反应在零价钯配合物作,5,Suzuki-Miyaura偶联反应催化剂,*早年,单齿膦配位的零价钯配合物，如P(PPh,3,),4,*环钯配合物,*鳌合钯配合物,Suzuki-Miyaura偶联反应催化剂*早年,6,Suzuki-Miyaura偶联反应底物,碱在Suzuki偶联反应中的作用,不加碱Suzuki偶联反应不能进行，常用的碱包括：,无机碱如碳酸钾、碳酸铯、磷酸钾、氟化钾、氢氧化钾等；,有机碱如胺、醇钠。,有机硼酸：芳基硼酸、烯基硼酸、炔基硼酸,烷基硼酸活性较低。,卤代烃：芳基、烯基三氟甲磺酸酯、磺酸酯。,Suzuki-Miyaura偶联反应底物碱在Suzuki偶联,7,Suzuki-Miyaura偶联反应机理,Suzuki-Miyaura偶联反应机理,8,7.3 Stille偶联反应,Stille 反应被定义为在Pd催化下,有机锡试剂与有机亲电试,剂之间的交叉偶联反应.,R,1,一般是不饱和基团，但有时也可以是烷基；R,2,一般是不能,转移的基团，例如：甲基和丁基等.,亲电试剂一般是卤化物，例如：I、Br、Cl和磺酸酯等:,烯基、芳基和杂环卤化物,烯丙基、苄基和炔丙基卤化物,酰氯,烷基卤化物,7.3 Stille偶联反应 Stille 反应被,9,特点：,*有机锡试剂对空气和水不敏感，可以被方便的纯化和储存；,*Stille 反应本身对空气和水也不敏感，有时微量的水和空气,甚至还可以促进反应的进行；,*反应选择性好和对底物的兼容性强，通常不与其它官能团发,生反应，因此可以省略许多保护步骤；,*Stille 反应的产物是锡盐，分离相对容易。,特点：*有机锡试剂对空气和水不敏感，可以被方便的纯化和,10,Stille 偶联反应机理,Stille 偶联反应机理,11,7.4 Negishi偶联反应,在零价镍、钯配合物催化下，,铝、锌、锆有机化合物,与,卤代烃、三氟甲磺酸酯等之间的偶联反应。,*Negishi偶联反应添加剂,研究结果证实：,CdCl,2,、TiCl,4,、SnCl,4,、InI,3、,InCl,3,等都有效；,其中InCl,3,最有效,7.4 Negishi偶联反应 在零价镍、钯配合物,12,*Negishi偶联反应底物,铝、锌、锆有机化合物对空气敏感，操作比较麻烦，故应用较少。,OL,2019,5,423,*Negishi偶联反应底物铝、锌、锆有机化合物对空气,13,*Negishi偶联反应选择性,铝、锌、锆有机化合物在,Negishi偶联反应中，都不会与卤代,烃发生烃基交换，也不会与酮、酯、酰胺的羰基发生加成反应,而导致选择性行下降，故该反应的官能团兼容性好。,在合成多个不饱和键分子时,Negishi偶联反应显示出其独到之处。,*Negishi偶联反应选择性 铝、锌、锆有机化合,14,7.5 Sonogashira偶联反应,经典反应：L=PhP,3,，base=amine,*Pd是昂贵金属,*末端炔烃的投入一般是过量的,*在催化体系中用于吸收卤化氢的有机胺的毒性大且污染环境,*对水和氧气很敏感，需要使用惰性气体和干燥溶剂,7.5 Sonogashira偶联反应经典反应：L=PhP3,15,反应机理,催化体系的改进,配体改进,无CuI（Copper-Free）条件的实现,无Pd（Palladium-Free）条件的实现?,无配体（Ligand-Free）条件的实现,反应机理催化体系的改进配体改进无CuI（Copper-Fre,16,反应环境的改进,毒性大，污染环境,用于吸收反应产生的卤化氢,经典反应采用有机胺,现常用无机离子型碱试剂（如K,2,CO,3,Na,2,CO,3,CsCO,3,等）,反应环境的改进毒性大，污染环境用于吸收反应产生的卤化氢经典反,17,二价过渡金属有机化合物还原方式,以Pd(OAc),2,：,*配体还原,膦配体起还原基作用,三乙胺做为还原剂,配体交换,配体交换,二价过渡金属有机化合物还原方式,以Pd(OAc)2：*配,18,*非过渡金属有机化合物还原,*非过渡金属有机化合物还原,19,*原料不饱和烃还原,Heck反应中的原料烯烃也能将二价钯还原,*原料不饱和烃还原Heck反应中的原料烯烃也能将二价钯还,20,7.6 Heck反应,7.6 Heck反应,21,7.7 其它偶联反应,BuchwaldHartwig Coupling,Hiyama Coupling(硅）,Normant Coupling(铜）,7.7 其它偶联反应BuchwaldHartwig Cou,22,