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Suzuki反应的研究进展
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摘要:过渡金属钯催化的Suzuki反应是碳-碳偶联反应中最重要的反应之一。
本文综述了近年来Suzuki偶联反应的研究进展,回顾了卤代芳烃、PEG、苯硼酸等底物参加的Suzuki反应。
同时,还讨论了微波反应技术的应用和目前一些新型的Suzuki反应。
关键词:卤代芳烃;PEG;苯硼酸;微波;新型
中图分类号:F407.7文献标识码:A文章编号:1006-4117(2011)03-0314-01
1981年,Suzuki等发现在四-(三苯基膦)钯Pd(PPh3)4催化下,芳基硼酸可以与碘代芳烃、溴代芳烃发生交叉偶联反应。
该反应条件不像其他偶联反应那样苛刻,而此Suzuki反
应的副产物少,反应产率高,并且毒性较小,产物易于处理等很多特点,一直是形成碳-碳键最有效的方法之一,引起研究者的广泛关注。
广泛应用于天然产物、药物中间体以及功能材料的合成中。
一、Suzuki芳基偶联反应及机理
Suzuki芳基偶联反应可以表示为:
Scheme 1
反应经历了氧化加成、芳基阴离子向金属中心迁移和还原消除的催化循环过程:
Scheme 2
二、卤代芳烃参与的Suzuki反应。
氯代芳烃相对于其他取代芳烃而言,其原料易得,是一种适合于有机合成生产的理想原料。
1996年Saito等首次报道NiCl2(dppf)可以催化氯代芳烃的Suzuki反应,并比较NiCl2(dppf)和Pd(PPh3)4对各种氯代芳烃的催化效果。
当氯取代芳烃上接吸电子基团时,NiCl2(dppf)催化的产率通常超过95%,Pd(PPh3)4和
NiCl2(dppf)的效果差不多,甚至更高,但对于接供电基团的氯代芳烃,Pd(PPh3)4的催化效果比NiCl2(dppf)差得多,这说明Ni催化剂对底物的电负性不如Pd敏感,这正是Ni催化剂的优点,使其有普遍的应用性。
Buchwald等道了两个易于制得的膦配体1 和2,其中配体1对位阻较大的氯苯衍生物
的催化活性优于配体2。
以烯丙基醚、烯丙基胺、四甲基二
烯基二硅氧烷分别与PdPCy3反应生成的钯络合物1~4,催
化氯代芳烃的Suzuki偶联反应取得了好的结果。
Scheme 3(如图)
三、苯硼酸参与的Suzuki反应。
目前合成芳香酮化合物的方法有多种,中利用苯硼酸与羧酸衍生物进行Suzuki - Type偶联反应是制备芳香酮化合物的主要手段之一。
该方法具有区域和立体专一性,以避免叔醇等副产物的生成,同时可使用的溶剂范围广。
与其他合成方法相比,机硼试剂低毒、稳定性好易于处理等特点。
1999年,Bumagin[酸的促进作用在丙酮-水体系Pd ( II )催化完成了NaBPh4与酰氯的偶联反应。
笔者详细讨论了水的量对反应活性的影响,Pd(OAc)2为催化剂,丙酮溶液中,反应6h,产率96%。
当丙酮和水的体积比
为1∶1时,应仅需15 min产率即可98%。
但是在纯水中反
应需要较长时间,5h可得97%。
Yamamoto小组几乎同时独立地完成了同样的工作。
在THF或二氧六环中以Pd ( PPh3 ) 4为催化剂,反应温度控制在80℃,可有效地完成芳环、芳杂
环酸酐以及脂肪族酸酐的芳酮化反应。
四、微波技术对Suzuki反应的影响。
与传统的加热方式相比,波加热具有加热速度快、热效率高、节约能源、洁净、操作简单等优点,已成为重要的有机合成工具之一。
微波加热方式大大缩短了化学反应时间,以小时计的反应时间缩短
到以分钟,至以秒计的时间,使得反应条件的优化变得更加简单、快捷,使有机化学进入了一个快速发展的阶段。
剂等方面多有应用。
Basu等[研究了利用4 mol %的Pd
(OAc)2/KF/Al2O3作催化剂,在家用微波炉加热下,多卤代芳烃与苯硼酸发生偶联反应,制备了一系列多聚芳烃。
Wang将PdCl2 (PPh3) 2担载到KF/Al2O3载体上,以催化卤代芳烃与
四苯硼钠的Suzuki 偶联反应。
人们对反应条件作了优化:在氮气保护作用下,以DMF作溶剂,用微波炉辐射(675W),
10min可反应完全。
结语。
自Suzuki芳基偶联反应开发以来,相继研究了不同底物,不同催化条件下的反应。
从而对于更加明确地了解Suzuki反应提供了帮助。
本文致力于对其不同底物以及微波
条件下的Suzuki反应的讨论,还对其新型的反应做了描述。
由于多种底物和催化剂的开发和利用,以及反应条件的优化,Suzuki反应将会在有机合成及高分子合成中得到广泛的应用。
作者单位:大连大学环境与化学工程学院
参考文献:
[1]Miyaura N, Yanagi T, Suzuki A.The palladium?Ccatalyzed cross?Ccoupling reaction of phenylboronic acid with haloarenes in the presence of bases [J]. mun., 1981,
11(7):513?C519.
[2]Miyaura N, Suzuki A. Palladium?Ccatalyzed
cross?Ccoupling reactions of organoboron compounds [J].Chem. Rev., 1995, 95(7):2457?C2483.
[3]Saito S,Sakai M, Miyaura N. A synthesis of biaryls via nickel?Ccatalyzed cross?Ccoupling reaction of chloroarenes with phenylboronic acids[J].Tetrahedron
Lett.,1996,37(17):2993?C2996.27: 8160-8167.
Scheme 3(如图)。