钯催化偶联反应
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钯催化的偶联反应是偶联反应的一大类,是指以钯化合物作为催化剂。它是均相催化剂的研究和应用的活跃领域。2010年诺贝尔化学奖颁发给理查德·赫克、根岸英一和铃木章,三位围绕此主题进行研究的化学家[1][2]。
例子
反应通常遵循以下化学计量:
- X-R + M-R' → MX + R-R'
变化基于X-R(通常为芳基溴)和M-R'的身份。 通常,反应产生盐或盐样产物(卤化锌,卤化锡,卤化硅)
例如:
- Heck反应:烯烃与芳卤偶联
- Suzuki反应:芳卤与烷基硼酸偶联
- Stille反应:卤代烃与有机锡偶联
- Hiyama偶联反应:卤代烃与有机硅偶联
- Sonogashira偶联反应:芳卤与炔烃偶联,碘化亚铜作共催化剂
- Negishi偶联反应:卤代烃与有机锌偶联
- Buchwald-Hartwig胺化反应:芳卤与胺偶联
催化剂
常用的钯催化剂有:
工作条件
未优化的反应一般用10-15 mol%的钯催化,优化的反应可仅用0.1 mol%或更少的催化剂。有些新颖配体和手性催化剂也有报道,但大多仍未商业化,故实际用途不多。带有膦配体的钯对氧气敏感,而且易脱落,所以不少人研究用其他类型的配体替代膦,如利用Arduengo类型的碳烯配合物。
随着这些反应用途的拓展,对反应后除钯的研究也逐渐增多。传统的方法是用柱色谱分离,不过Smopex等除金属剂[3] 及QuadruPure[4] 和ISOLUTE[5] 一类的树脂也有较好的效果。
区域选择性
Pd催化的偶联反应区域选择性也不尽相同,在Heck反应中,由于PdLn - π体系络合物的形成,反应区域选择性取决于极化的π体系,Pd物种连接到负电性π体系端。更广泛的,可以将其推广成1.2迁移插入和亲核进攻两种类型。
类型I
由电性控制,当双键连有吸电子基团,远离吸电子基一端带有电正性,负电的亲核试剂进攻末端;若连有给电子基,推电子作用使得Pd的富电子性增强从而大于亲核试剂,发生Pd进攻电正性端而亲核试剂连在电负性端。
类型II
由位阻控制,故进攻位点多处于烯烃多取代端,使形成的中间体Pd物种受到最小位阻。
参见
参考资料
外部链接
- Palladium-catalyzed coupling reactions (页面存档备份,存于互联网档案馆) from organic-reaction.com