Suzuki芳基偶聯(lián)反應(yīng)

1、Suzuki芳基偶聯(lián)反應(yīng)芳基偶聯(lián)反應(yīng) 2006.09.29 在過 渡 金 屬催化的芳基偶聯(lián)反應(yīng)中，Suzuki等人1981年開發(fā)的在Pd(PPh3);催化下，芳基硼酸與溴或碘代芳烴的交叉偶聯(lián)反應(yīng)被稱為Suzuki芳基偶聯(lián)反應(yīng)。該反應(yīng)因具有反應(yīng)條件溫和、可容忍多種活性官能團、受空間位阻影響不大、產(chǎn)率高以及芳基硼酸經(jīng)濟易得且對潮氣不敏感等優(yōu)越性而成為普遍適用的C一 C, 鍵 偶聯(lián)方法，倍受有機及高分子合成工作者的青睞 鹵代 芳 烴 與Pd(o)氧化加成后，與1mol的堿生成有機把氫氧化物中間物種，取代了鍵極性相對弱的Pd- X鍵，這種含強極性鍵Pd一O的中間物種具有較強的親電性;另1 mol的堿與

2、芳基硼酸生成四價硼酸鹽中間物種，具有較強的富電性，有利于陰離子向Ar，一Pd- OH的金屬中心遷移。由這兩方面協(xié)同作用形成的有機把絡(luò)合物Ar一Pd一VI經(jīng)還原消除生成芳基偶聯(lián)產(chǎn)物。有研究發(fā)現(xiàn)，在溴代芳烴的偶聯(lián)反應(yīng)中，速率決定步驟在于氧化加成，而在碘代芳烴的偶聯(lián)反應(yīng)中，芳基陰離子向金屬中心遷移過程是速率決定步驟。 親電試劑 2.1 鹵代芳烴 溴代 或 碘 代芳烴是Suzuki芳基偶聯(lián)反應(yīng)中常見的親電試劑，反應(yīng)中能容忍多種官能團(如CHO,COCH3, COOC2H5，OCH3, CN, N02, F等)，且金屬有機化合物在偶聯(lián)反應(yīng)中，不會分解 吸電 子 基 有利于鹵代芳烴與Pd(0)氧化加成，

3、N02取代的溴代芳烴反應(yīng)活性更高 碘代 芳 烴 在室溫下可與Pd(PPh3)4氧化加成，而嗅代和氯代芳烴分別在80和135下可與Pd(PPh3)4氧化加成，由于這種氧化加成活性的差異，因此多鹵代芳烴在反應(yīng)中存在著明顯的化學(xué)選擇性 同 種 鹵 原子取代的多鹵代芳烴在偶聯(lián)反應(yīng)中存在區(qū)域選擇性 鹵代 芳 烴 對空間位阻的敏感性上也存在著一定的差異。碘代芳烴與芳基硼酸偶聯(lián)對空間位阻不太敏感，溴代芳烴對空間位阻比較敏感 雖然 氯 代 芳烴與Pd(D)的氧化加成存在較大的惰性，但這類鹵代烴經(jīng)濟易得，更適于工業(yè)應(yīng)用。采用常用的催化劑Pd(PPh3);時，只有當氯代芳烴引人吸電子基團后，方能順利地參與Suzu

4、ki芳基偶聯(lián)反應(yīng)，催化劑以PCy3(t ri cyclohexylphosphine)或雙齒嶙配體即PP為配體時偶聯(lián)產(chǎn)率更高 在 水 溶 性Ni(0 )催化下，偶聯(lián)反應(yīng)不需在無水條件下進行2.2 三氟甲基磺酸酯、重氮鹽、芳基硫鹽及碘錯鹽酚類 的 三 氟甲基磺酸酯對堿比較敏感，熱穩(wěn)定性較差，在Suzuki芳基偶聯(lián)反應(yīng)中要求相對溫和的反應(yīng)條件，常用的催化劑主要是Pd(PP h3)4 和PdC12(dppf)，在反應(yīng)體系中加入氯化銼可以避免催化劑在反應(yīng)初期發(fā)生分解，從而提高偶聯(lián)產(chǎn)率: 當 三 氟 甲基磺酸酯的芳基上帶吸電子基時，有利于偶聯(lián)反應(yīng);在不同的磺酸酯基中，三氟磺酸酯基的反應(yīng)活性較高，但與溴代

5、或碘代芳烴的活性相比，1, Br OTf Ni(O)也可催化芳基磺酸酯與芳基硼酸的偶聯(lián)反應(yīng) 重 氮 鹽 的親電性特別強，電子效應(yīng)及空間位阻對偶聯(lián)反應(yīng)影響不大，反應(yīng)中不需加入堿，且反應(yīng)活性比溴代芳烴強 芳基梳鹽或碘翁鹽與芳基硼酸也可有效偶聯(lián) 3 芳基硼酸 芳 基 硼 酸通常是由芳基銼或格氏試劑與烷基硼酸酯反應(yīng)制得“一鍋法”可以簡化芳基硼酸的合成，此外，芳基硅烷脫硅后再經(jīng)水解也可以得到芳基硼酸芳基 硼 酸 在空氣中比較穩(wěn)定，對潮氣不敏感，可以長期儲存。在Suzukl芳基偶聯(lián)反應(yīng)中，脫硼作用會造成芳基硼酸的損失，帶吸電子基團的芳基硼酸的這種脫硼作用更為顯著，因此，反應(yīng)中常要求芳基硼酸的量相對于鹵代芳

6、烴過量約10%，以保證應(yīng)有的產(chǎn)率 帶活性官能團的芳基硼酸通常采用保護一脫保護的方法制得后，再用于偶聯(lián)反應(yīng)，活性官能團不受影響 有時 候 ， 將芳基硼酸轉(zhuǎn)化為酯后再用于偶聯(lián)反應(yīng).可減少反應(yīng)過程中硼酸的損失 雙 硼酸 的片吶醇酷與鹵代芳烴偶聯(lián)生成芳基硼酸酯后，可直接用于SuzuKi芳基偶聯(lián)反應(yīng) 四苯硼鈉具有更好的水溶性，可直接在水相中與鹵代芳烴偶聯(lián):4 催化劑4.1含磷配體催化劑Pd( PP h3 )4是通常采用的PA配體催化劑，熱穩(wěn)定性較好，在反應(yīng)中不易分解，其它配體有AsPh3, n -Bu3P,( Me0)3P及雙齒騰配體Ph2p( CH 2)2 PPh2(dppe)，Ph2P( CH2)3

7、 pph2( dPPP) ，Ph2P( C H2)4 PPh2(dpph)，7r-( C 5H4 )2Ph 2PFe(dppf)等水 溶 性 麟配體催化劑可以使底物直接在水相中偶聯(lián)，產(chǎn)物易分離: 5 堿 及 反應(yīng)條件 Na2 CO3是 Suzuki芳基偶聯(lián)反應(yīng)常用的堿，在無水條件下Ti2CO3或K3P04替Na2CO3。研究發(fā)現(xiàn)在Suzuki催化偶聯(lián)循環(huán)中四價硼酸鹽中間物種主要通過堿金屬離子的模板效應(yīng)實現(xiàn)向金屬中心遷移，陽離子的大小是模板效應(yīng)的關(guān)鍵，因此，在存在空間位阻的偶聯(lián)反應(yīng)中，弱堿作用下，反應(yīng)緩慢，產(chǎn)率較低;強堿作用下，反應(yīng)速率快，產(chǎn)率高。氟離 子 對硼具有較強的親合性，與芳基硼酸形成芳基氟硼酸鹽陰離子ArBF3一或ArBF2(OH) - /AxBF(OH)2后，易于實現(xiàn)陰離子向金屬中心遷移，因此，可以Bu4NF, CsF, KF等替代偶聯(lián)反應(yīng)中的堿, 6 結(jié)束語 自 Suzuk i芳基偶聯(lián)反應(yīng)開發(fā)以來，相繼研究了不同反應(yīng)活性的親電試劑的偶聯(lián)反應(yīng)機理，從而設(shè)計與合成了具有高催化活性的麟配體催化劑，使經(jīng)濟易得的氯代芳烴在偶聯(lián)反應(yīng)得到利用;又以無碘配體催化劑替代磷配體催化劑，在偶聯(lián)反應(yīng)中，特別是在聚苯類功能材料的合成中，避免了副反應(yīng)所造成的聚合物結(jié)構(gòu)不規(guī)整性;此外，負載于載體上的復(fù)合催化劑的制備與重復(fù)利用有