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Suzuki偶联反应
报告人:趙筱虹

内容简介






Suzuki反应的问世

1979年,日本北海道大学Akira Suzuki教授发现
Z=Cl,Br,I
N. Miyaura, T. Yanagi, and A. Suzuki. Synth. Commun, 1981, 11(7), 513-519
Suzuki偶联反应的概念
Suzuki反应(铃木反应),也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的有机偶联反应,该反应在钯配合物催化下,芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。
目前,Suzuki-Miyaura交叉偶联反应已逐渐成为现代有机合成生成碳-碳键最为有效的方法之一。
铃木章(右一)凭借研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”与美国科学家理查德赫克、日本科学家根岸英一共同获得2010年诺贝尔化学奖。
Suzuki交叉偶联的反应机理
这是个普通的催化循环过程,主要包括三个步骤,分别是:
(1)氧化加成(oxidative addition)
(2)转移金属化(transmetalation)
(3)还原消除(reductive elimination)
首先卤代烃2与零价钯1进行氧化加成,与碱作用生成强亲电性的有机钯中间体4。同时芳基硼酸5与碱作用生成酸根型四价硼酸盐中间体6,具有亲核性,与4作用生成8。最后,8经还原消除,得到目标产物9以及催化剂1。
氧化加成
金属转移化
还原消除
铃木反应- 基本因素
:
①卤代芳烃:碘代芳烃>溴代芳烃>氯代芳烃
②芳基硼酸及酯:带吸电子的芳基硼酸脱硼作用更为显著,有时将芳基硼酸转化为酯后再用于偶联反应,可减少反应过程中硼酸的损失。
铃木反应- 基本因素
:反应中碱的影响不仅取决于碱(负离子)的强弱,而且要兼顾阳离子的性质。阳离子如果太小不利于生成中间的过渡态ylide(Pd)中间体。通常来说,大的阳离子的碱,如Ba,Cs会加速反应,而当阳离子太小而被屏蔽时,反应的速率和效率将显著下降。
:溶剂和碱要综合考虑选择Na2CO3,K2CO3,CsCO3/dioxane,DMF,CsF,K3PO4/toluene......
具体到实际的应用上还要考虑底物在这些溶剂中的溶解性。
铃木反应- 基本因素
:Suzuki 偶联反应的催化剂主要有两大类Pd类、Ni类,前者可用于含水体系,耐受很多的官能团;后者在反应中必需是无水无氧的,且对不活泼底物的催化明显强于Pd催化剂。
1996年,Saito等首次报道了NiCl2 (dppf)/BuLi可以有效催化氯代芳烃参与的Suzuki反应,并且催化效果很好。