過(guò)渡金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)教案課件

過(guò)渡金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)過(guò)渡金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)1偶聯(lián)反應(yīng)1Kumada反應(yīng)2Suzuki反應(yīng)3Stille反應(yīng)4Negishi反應(yīng)5基于硅試劑的Hiyama反應(yīng)6碳-雜原子形成的偶聯(lián)反應(yīng)7酮的α-芳基化反應(yīng)第1頁(yè)/共29頁(yè)偶聯(lián)反應(yīng)1Kumada反應(yīng)第1頁(yè)/共29頁(yè)2§2.1

Kumada反應(yīng)1960年Chatt和Shaw等:1970年Uchino等:第2頁(yè)/共29頁(yè)§2.1Kumada反應(yīng)1960年Chatt和Shaw等:3Kumada反應(yīng)是鎳催化的格式試劑(Grignardreagent)與鹵化物的偶聯(lián)反應(yīng)。催化劑：NiX2L2（L2=雙膦）溶劑：Et2OorTHF反應(yīng)條件：0oC~R.T.,reflux,1~20h,[Ni]/R'X'=10-2~10-3R‘X’：sp2碳的鹵化物第3頁(yè)/共29頁(yè)Kumada反應(yīng)是鎳催化的格式試劑(Grignardrea4反應(yīng)機(jī)理：第4頁(yè)/共29頁(yè)反應(yīng)機(jī)理：第4頁(yè)/共29頁(yè)5§2.2

Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)：Pd催化下的有機(jī)硼烷和有機(jī)鹵、三氟磺酸酯等在堿存在下發(fā)生的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。1、利用零價(jià)鈀作催化劑2、金屬試劑為硼試劑各種官能團(tuán)的兼容性大大提高硼試劑易于合成，穩(wěn)定性好第5頁(yè)/共29頁(yè)§2.2Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)：Pd催化6硼試劑的制備硼試劑往往可由著名的烯烴、炔烴的硼氫化(Hydroboration)而制得。E式烯基硼試劑：Brown,H.C.OrganicSynthesisviaBoranes,Wiley,NewYork,1975,p.38;p.44.第6頁(yè)/共29頁(yè)硼試劑的制備硼試劑往往可由著名的烯烴、炔烴的硼氫化(Hydr7Z式硼試劑：Corey,E.J.;Varma,R.K.J.Am.Chem.Soc.

1971,

93,7319.Brown,H.C.;Krishnamurthy,S.J.Am.Chem.Soc.

1976,

98,3383.CampbellJr.,J.B.;Molander,G.A.J.Organometal.Chem.1978,156,71.Miyaura,N.;Satoch,M.;Suzuki,A.TetrahedronLett.

1986,

27,3745.第7頁(yè)/共29頁(yè)Z式硼試劑：Corey,E.J.;Varma,R.8Suzuki反應(yīng)催化循環(huán)機(jī)理RX=alkenyl,aryl,allylichalidesR’=alkyl,H第8頁(yè)/共29頁(yè)Suzuki反應(yīng)催化循環(huán)機(jī)理RX=alkenyl,ar9§2.3

Stille偶聯(lián)反應(yīng)Stille反應(yīng)：Pd催化的有機(jī)錫和有機(jī)鹵、三氟磺酸酯等之間的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。Stille反應(yīng)使用了高毒性的錫試劑，但有以下三特點(diǎn)：1、廣泛的官能團(tuán)兼容性；2、立體專一性(Stereospecificity);3、區(qū)域選擇性(Regioselectivity).第9頁(yè)/共29頁(yè)§2.3Stille偶聯(lián)反應(yīng)Stille反應(yīng)：Pd催化的有10錫試劑的制備：錫試劑的制備一般由活潑金屬試劑與三烷基氯化錫反應(yīng)制得。第10頁(yè)/共29頁(yè)錫試劑的制備：錫試劑的制備一般由活潑金屬試劑與三烷基氯化錫反11第11頁(yè)/共29頁(yè)第11頁(yè)/共29頁(yè)12第12頁(yè)/共29頁(yè)第12頁(yè)/共29頁(yè)13第13頁(yè)/共29頁(yè)第13頁(yè)/共29頁(yè)14通過(guò)稀釋劑本身的反應(yīng)來(lái)合成新的錫試劑也是一種重要的合成錫試劑途徑。如3-(三正丁基錫)丙炔酸甲酯與共軛二烯反應(yīng)可生成烯基甚至芳基錫試劑.Jousseaume,B.J.Chem.Soc.,Chem.Commun.

1984,1452.第14頁(yè)/共29頁(yè)通過(guò)稀釋劑本身的反應(yīng)來(lái)合成新的錫試劑也是一種重要的合成錫試劑15Stille偶聯(lián)反應(yīng)中兩組分的組合第15頁(yè)/共29頁(yè)Stille偶聯(lián)反應(yīng)中兩組分的組合第15頁(yè)/共29頁(yè)16對(duì)錫試劑上不同的取代基在Stille偶聯(lián)反應(yīng)中發(fā)生金屬交換反應(yīng)的遷移速率是不同的，甲基、正丁基等1o烷基基本上不發(fā)生遷移，基團(tuán)的遷移相對(duì)速率如下：R3SnR’R’=CH3,n-Bu

慢第16頁(yè)/共29頁(yè)對(duì)錫試劑上不同的取代基在Stille偶聯(lián)反應(yīng)中發(fā)生金屬交換反17§2.4

Negishi偶聯(lián)反應(yīng)Negishi反應(yīng)：Pd催化的有機(jī)鋅、有機(jī)鹵，三氟磺酸酯等之間發(fā)生的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。第17頁(yè)/共29頁(yè)§2.4Negishi偶聯(lián)反應(yīng)Negishi反應(yīng)：Pd催化18鋅試劑的制備：1、金屬鋅與鹵化物的氧化加成反應(yīng)2、金屬交換反應(yīng)即從其它易得的金屬試劑例如鎂試劑、鋰試劑、鋁試劑等出發(fā)加入ZnCl2而制得。第18頁(yè)/共29頁(yè)鋅試劑的制備：1、金屬鋅與鹵化物的氧化加成反應(yīng)第18頁(yè)/共219§2.5基于硅試劑的Hiyama反應(yīng)Pd催化有機(jī)硅和有機(jī)鹵代物或三氟甲磺酸酯等在諸如F-、OH-之類活化劑存在下發(fā)生的交叉偶聯(lián)反應(yīng)（無(wú)活化劑存在時(shí)金屬的轉(zhuǎn)移較難進(jìn)行）。第19頁(yè)/共29頁(yè)§2.5基于硅試劑的Hiyama反應(yīng)Pd催化有機(jī)硅和有機(jī)鹵20第20頁(yè)/共29頁(yè)第20頁(yè)/共29頁(yè)21§2.6碳-雜原子形成的偶聯(lián)反應(yīng)1、C-N鍵形成的偶聯(lián)反應(yīng)第21頁(yè)/共29頁(yè)§2.6碳-雜原子形成的偶聯(lián)反應(yīng)1、C-N鍵形成的偶聯(lián)反應(yīng)22第22頁(yè)/共29頁(yè)第22頁(yè)/共29頁(yè)23第23頁(yè)/共29頁(yè)第23頁(yè)/共29頁(yè)242、C-O鍵形成的偶聯(lián)反應(yīng)第24頁(yè)/共29頁(yè)2、C-O鍵形成的偶聯(lián)反應(yīng)第24頁(yè)/共29頁(yè)25第25頁(yè)/共29頁(yè)第25頁(yè)/共29頁(yè)26§2.7酮的α-芳基化反應(yīng)

第26頁(yè)/共29頁(yè)§2.7酮的α-芳基化反應(yīng)

第26頁(yè)/共29頁(yè)27第27頁(yè)/共29頁(yè)第27頁(yè)/共29頁(yè)2829本章結(jié)束！第28頁(yè)/共29頁(yè)29本章結(jié)束！第28頁(yè)/共29頁(yè)2930感謝您的觀看！第29頁(yè)/共29頁(yè)30感謝您的觀看！第29頁(yè)/共29頁(yè)過(guò)渡金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)過(guò)渡金屬催化的偶聯(lián)反應(yīng)31偶聯(lián)反應(yīng)1Kumada反應(yīng)2Suzuki反應(yīng)3Stille反應(yīng)4Negishi反應(yīng)5基于硅試劑的Hiyama反應(yīng)6碳-雜原子形成的偶聯(lián)反應(yīng)7酮的α-芳基化反應(yīng)第1頁(yè)/共29頁(yè)偶聯(lián)反應(yīng)1Kumada反應(yīng)第1頁(yè)/共29頁(yè)32§2.1

Kumada反應(yīng)1960年Chatt和Shaw等:1970年Uchino等:第2頁(yè)/共29頁(yè)§2.1Kumada反應(yīng)1960年Chatt和Shaw等:33Kumada反應(yīng)是鎳催化的格式試劑(Grignardreagent)與鹵化物的偶聯(lián)反應(yīng)。催化劑：NiX2L2（L2=雙膦）溶劑：Et2OorTHF反應(yīng)條件：0oC~R.T.,reflux,1~20h,[Ni]/R'X'=10-2~10-3R‘X’：sp2碳的鹵化物第3頁(yè)/共29頁(yè)Kumada反應(yīng)是鎳催化的格式試劑(Grignardrea34反應(yīng)機(jī)理：第4頁(yè)/共29頁(yè)反應(yīng)機(jī)理：第4頁(yè)/共29頁(yè)35§2.2

Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)：Pd催化下的有機(jī)硼烷和有機(jī)鹵、三氟磺酸酯等在堿存在下發(fā)生的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。1、利用零價(jià)鈀作催化劑2、金屬試劑為硼試劑各種官能團(tuán)的兼容性大大提高硼試劑易于合成，穩(wěn)定性好第5頁(yè)/共29頁(yè)§2.2Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)：Pd催化36硼試劑的制備硼試劑往往可由著名的烯烴、炔烴的硼氫化(Hydroboration)而制得。E式烯基硼試劑：Brown,H.C.OrganicSynthesisviaBoranes,Wiley,NewYork,1975,p.38;p.44.第6頁(yè)/共29頁(yè)硼試劑的制備硼試劑往往可由著名的烯烴、炔烴的硼氫化(Hydr37Z式硼試劑：Corey,E.J.;Varma,R.K.J.Am.Chem.Soc.

1971,

93,7319.Brown,H.C.;Krishnamurthy,S.J.Am.Chem.Soc.

1976,

98,3383.CampbellJr.,J.B.;Molander,G.A.J.Organometal.Chem.1978,156,71.Miyaura,N.;Satoch,M.;Suzuki,A.TetrahedronLett.

1986,

27,3745.第7頁(yè)/共29頁(yè)Z式硼試劑：Corey,E.J.;Varma,R.38Suzuki反應(yīng)催化循環(huán)機(jī)理RX=alkenyl,aryl,allylichalidesR’=alkyl,H第8頁(yè)/共29頁(yè)Suzuki反應(yīng)催化循環(huán)機(jī)理RX=alkenyl,ar39§2.3

Stille偶聯(lián)反應(yīng)Stille反應(yīng)：Pd催化的有機(jī)錫和有機(jī)鹵、三氟磺酸酯等之間的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。Stille反應(yīng)使用了高毒性的錫試劑，但有以下三特點(diǎn)：1、廣泛的官能團(tuán)兼容性；2、立體專一性(Stereospecificity);3、區(qū)域選擇性(Regioselectivity).第9頁(yè)/共29頁(yè)§2.3Stille偶聯(lián)反應(yīng)Stille反應(yīng)：Pd催化的有40錫試劑的制備：錫試劑的制備一般由活潑金屬試劑與三烷基氯化錫反應(yīng)制得。第10頁(yè)/共29頁(yè)錫試劑的制備：錫試劑的制備一般由活潑金屬試劑與三烷基氯化錫反41第11頁(yè)/共29頁(yè)第11頁(yè)/共29頁(yè)42第12頁(yè)/共29頁(yè)第12頁(yè)/共29頁(yè)43第13頁(yè)/共29頁(yè)第13頁(yè)/共29頁(yè)44通過(guò)稀釋劑本身的反應(yīng)來(lái)合成新的錫試劑也是一種重要的合成錫試劑途徑。如3-(三正丁基錫)丙炔酸甲酯與共軛二烯反應(yīng)可生成烯基甚至芳基錫試劑.Jousseaume,B.J.Chem.Soc.,Chem.Commun.

1984,1452.第14頁(yè)/共29頁(yè)通過(guò)稀釋劑本身的反應(yīng)來(lái)合成新的錫試劑也是一種重要的合成錫試劑45Stille偶聯(lián)反應(yīng)中兩組分的組合第15頁(yè)/共29頁(yè)Stille偶聯(lián)反應(yīng)中兩組分的組合第15頁(yè)/共29頁(yè)46對(duì)錫試劑上不同的取代基在Stille偶聯(lián)反應(yīng)中發(fā)生金屬交換反應(yīng)的遷移速率是不同的，甲基、正丁基等1o烷基基本上不發(fā)生遷移，基團(tuán)的遷移相對(duì)速率如下：R3SnR’R’=CH3,n-Bu

慢第16頁(yè)/共29頁(yè)對(duì)錫試劑上不同的取代基在Stille偶聯(lián)反應(yīng)中發(fā)生金屬交換反47§2.4

Negishi偶聯(lián)反應(yīng)Negishi反應(yīng)：Pd催化的有機(jī)鋅、有機(jī)鹵，三氟磺酸酯等之間發(fā)生的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。第17頁(yè)/共29頁(yè)§2.4Negishi偶聯(lián)反應(yīng)Negishi反應(yīng)：Pd催化48鋅試劑的制備：1、金屬鋅與鹵化物的氧化加成反應(yīng)2、金屬交換反應(yīng)即從其它易得的金屬試劑例如鎂試劑、鋰試劑、鋁試劑等出發(fā)加入ZnCl2而制得。第18頁(yè)/共29頁(yè)鋅試劑的制備：1、金屬鋅與鹵化物的氧化加成反應(yīng)第18頁(yè)/共249§2.5基于硅試劑的Hiyama反應(yīng)Pd催化有機(jī)硅和有機(jī)鹵代物或三氟甲磺酸酯等在諸如F-、OH-之類活化劑存在下發(fā)生的交叉偶聯(lián)反應(yīng)（無(wú)活化劑存在時(shí)金屬的轉(zhuǎn)移較難進(jìn)行）。第19頁(yè)/共29頁(yè)§2.5基于硅試劑的Hiyama反應(yīng)Pd催化有機(jī)硅和有機(jī)鹵50第20頁(yè)/共29頁(yè)第20頁(yè)/共29頁(yè)51§2.6碳-雜原子形成的偶聯(lián)反應(yīng)1、C-N鍵形成的偶聯(lián)反應(yīng)第21頁(yè)/共29頁(yè)§2.6碳-雜原子形成的偶聯(lián)反應(yīng)1、C-N鍵形成的偶聯(lián)反應(yīng)