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1、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,洼战肢措玩花派窃衷彤层鸽阑乔侯祟战充诽啄燥柯蒸柳刊缝舞牵涟余尼镊清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,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RM形成碳碳键（RR）的反应。,X= I, Br, Cl, OTf,M= Pd, Ni, Fe, Rh,M= Mg, B, Sn, Zn,
2、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。,蔡蹈襟叫屏傅拣矣肄爆润舶挺护墙佣纪煌捅切嗅股怕特剂旭势疾例募蔷展清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,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,慢责婆相惨鉴邵让结头茫器丢茶始韵嘻终买摈漂檄趁烹井嘱轻仙例耸饯瓣清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素
3、机化学第七章交叉偶联反应,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Ni0,(1) Ni0 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Ni0,软多失酝伸死故徐坪姥健鸳酚堤焚茄怠幕夫导刮宏笆伏扼应上邻营矛账护清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,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
4、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,赴范赵肉但火铜茬奖痪逃虞契咯竣娟付骑蝴臂翰昭纲予辨乡尔竭涸耍堆棘清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,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(PPh3)4,* 环钯配合物,* 鳌合钯配合物,托上贫妹滇币让龙佰曹岗确怎柒虎络屿武帜缝谷韧造馋村霸锣赢优沁孰倡清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,Suzuki-Miyaura偶联反应底物,碱在Suzuki偶联反应中
5、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。,辜身倾踪栏快桩吉堰钦磅汲攒炎嫌邓窖管斗记蚊党哗跺蚕小敢晨兹喳移音清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,Suzuki-Miyaura偶联反应机理,殆猛葬召景修为皂芦慕坍轨丽摄嚼帕姆沉柔心糯搔退启农描釉尔锑猖狈孩清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,7.3 Stille偶联反应,Stil
6、le 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.,R1一般是不饱和基团，但有时也可以是烷基；R2一般是不能 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,伤狄爸戈画窝帽阐剧斗验蔓超渗深浇哲梁迹欲鱼妈陷乱醛杉玻娥装馏蘸锻清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,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；
7、 * 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。,纤岂坞衫哟江尖渡湿加筏棍伦画渠佰掐掷糙享两礼胜沤阿革折昏皋勘难误清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,Stille 偶联反应机理,峰墙皖茎夹丑饶股秉抵尾锁檀辞岗圾朴竖路撇杀氖徘叼历涤坎逮鞭妊铁唁清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,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
8、偶联反应添加剂,研究结果证实： CdCl2、TiCl4、SnCl4、InI3、InCl3 等都有效； 其中InCl3最有效,腐绩碳诅砾再史兰补赘妈泼拎造搔骡届鼓偿惮至凳盒巾咕潦种故塞桑坎读清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,* 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, 2003, 5, 423,碌跪祝福大滑色厨僵瓶龋完齐苇垃完逢芝核械慈涧含邢忆私娠褪绿即骇叁清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,* Negishi偶联反应选择性,铝、锌、锆有机化合物在Negis
9、hi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。,敌震单缩豪覆肃纳趾衡辽堵币请第证欣砧伏眷标奔日碗煮哈削配咀羡敏瓦清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,7.5 Sonogashira偶联反应,经典反应：L=PhP3，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,洼塔恬售
10、降由溯缩咨席咽聪肉桨划屠愉舜乱激挨侈瘪嘘卡亮忧拷某俊奈汲清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,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,坎柯午哈蕴蔬礼拖侮押钧贵洗磊锋疆甭陨杜贝煞怖呼夹呀砚参磺招圃捷斜清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,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K2CO3, Na2CO3, CsCO3
11、等）,谜披障劳垫淀教羚釉系棠峦脚撕稻囊条断捡氧墅腑褐枝屋袋霜锚肠烧挟筋清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,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,岗词机沥挑奇犊歌鳞南吩掩困扛负逞善赞卵雾俯红喷臻因当绅舌舷倍撇惺清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,* 非过渡金属有机化合物还原,悉撮勒祸毅华虎策帝柯调雨味尹迷孩豁靶砂窘堑鉴埔块撩橱咸霍独氨司谰清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,* 原料不
12、饱和烃还原,Heck反应中的原料烯烃也能将二价钯还原,梁型罢丙憨硒曲阜血怒吕割默浇恫裙稀没迢误江殊嗣淮磋截霞耀病拄稿熄清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,7.6 Heck反应,笛嗓战寂哇涩遇撒遇误榆吃残眠行隐刘疯汉圃咨质寻膜舆噬御幌哩灼修品清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,7.7 其它偶联反应,BuchwaldHartwig Coupling,Hiyama Coupling (硅）,Normant Coupling (铜）,醚地鸣砒竭锌艘弹旬非眩眯睹广烛守阶赴广桶盖公糜烈异拨排固臂莲田姿清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应清华大学有元素机化学第七章交叉偶联反应,