有機(jī)金屬催化劑

1、現(xiàn)代有機(jī)合成中過渡金屬催化偶聯(lián)反應(yīng)是形成碳(Sp?)-碳和碳(sp?)-雜鍵的重要反應(yīng)類型，近年來，因?yàn)槠浜?jiǎn)潔、高效而經(jīng)濟(jì)，己經(jīng)成為合成化學(xué)中不可缺少的有效途徑，在藥物分子、除草劑、天然產(chǎn)物、液晶材料、染料、聚合物等各種有機(jī)物合成方面均有著廣泛的應(yīng)用，并為社會(huì)帶來了顯著的經(jīng)濟(jì)效益“】。目前過渡金屬催化的C-C形成反應(yīng)主要包括Kiimuda、NegisliiStille、Sonogashira、Suzuki和Heck偶聯(lián)反應(yīng)等(Fig.l)o圖1交叉偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1Cross-couplingreaction圖1交叉偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1Cross-couplingreaction在過渡金屬催化的

2、芳基偶聯(lián)反應(yīng)中，由日本北海道大學(xué)的Suzuki、Miyauia等人于1981年提出的在耙(0)催化下，有機(jī)硼酸作為親核基團(tuán)，與鹵代炷或假鹵代炷(如:含三氣磺酸基的化合物)等碳有機(jī)親電試劑在堿存在下進(jìn)行的C-C偶聯(lián)反應(yīng)被稱為Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)，是合成C-C鍵的有效方法之一。反應(yīng)通式見Fig.2oR-X+RB(OH)2R_R-Base,SolventX=lfBr,ClfOMs,OTf,OTs.R=Aryl,Alkyl圖2Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)Fig.2Suzuki-Miyauracouplingreactions該反應(yīng)因?yàn)榫哂蟹磻?yīng)條件溫和，區(qū)域選擇性和立體選擇性好，

3、副反應(yīng)少并且反應(yīng)的反應(yīng)物和副產(chǎn)物一般是無毒或低毒的無機(jī)硼酸，對(duì)環(huán)境友好，副產(chǎn)物容易從目標(biāo)產(chǎn)物中分離出來，反應(yīng)操作簡(jiǎn)單安全；其次相對(duì)于其它的有機(jī)金屬試劑而言，有機(jī)硼試劑對(duì)醛基、酯基、氧基、硝基、疑基等在內(nèi)的多種活性官能團(tuán)兼容性好，受空間位阻影響不大、產(chǎn)率高以及芳基硼酸原料來源廣泛且容易制備，而且對(duì)空氣、水不敏感等優(yōu)點(diǎn)而得到普遍應(yīng)用的Aiyl-Aryl鍵偶聯(lián)方法，是現(xiàn)代有機(jī)合成最重要的手段之一，被應(yīng)用到很多有機(jī)分子的合成領(lǐng)域Pl。目前，對(duì)該反應(yīng)的研究主要集中在反應(yīng)底物的拓展、尋找新的催化體系、減少或不使用復(fù)雜昂貴的配體，優(yōu)化反應(yīng)體系、使用新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)如微波、無溶劑操作等方面。另外，過渡金屬催化的碳

4、(SP2)-碳和碳(SP2)-雜催化偶聯(lián)反應(yīng)，通常都需要使用各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的配體來提高催化劑的催化活性，過去二十年來，富電子的含麟(磷)配體、卡賓配體、含氮配體以及其它含雜原子配體的使用得到了較快發(fā)展,使得Suzuki-Miyama偶聯(lián)反應(yīng)也取得了重大突破。但是，鋰催化劑價(jià)格昂貴，線有毒性，并且對(duì)于許多配體或催化劑體系而言，存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制備條件苛刻、容易失活及反應(yīng)后難以回收使用的問題，這就使其應(yīng)用于大規(guī)模反應(yīng)受到了很大的限制。因此，開發(fā)價(jià)廉易制備的配體或催化劑體系，使其能夠具有溫和的催化反應(yīng)條件、足夠高的反應(yīng)活性，降低催化劑的用量，擴(kuò)展偶聯(lián)反應(yīng)應(yīng)用范圍,也是目前催化偶聯(lián)反應(yīng)中迫切需要解決的問

5、題。1-2耙催化Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)研究進(jìn)展1.2.1Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)機(jī)理對(duì)Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)目前公認(rèn)的機(jī)理如Fig.1.5所示。在一個(gè)催化循環(huán)過程中，通常涉及到氧化加成-轉(zhuǎn)金屬化-還原消除這一系列步驟，盡管每一步都涉及到其它一些具體的過程，例如配體交換等等，但這些步驟的中間體己經(jīng)被證明確實(shí)存在。其它由Ni(O)、Fe等催化的交義偶聯(lián)反應(yīng)也通常具有類似的催化循環(huán)I。Fig.1.5Pd（H）bFig.1.5Pd（H）b（oh）2xr2b（oh）2圖1.5耙催化的Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)機(jī)理Theniaclmismofpalladi

6、um-catalyzedSuzuki-NIiyauracouplmgreaction1.2.2含麟配體耙催化體系Pd(PPh3)4是最早應(yīng)用于Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)的憐配體催化劑，其熱穩(wěn)定性好，在反應(yīng)中不易分解，其它的配體有n-Bu3P(MeO)3P、PCy3以及雙齒憐配體Ph?P(CH2)2PPh2(dppe)、Ph2(CH2)3PPli2(dppp)、Pli2(CH2)3PPli4(dppb),Ji-(C5H4)2Pli2PFe(dppf)等。但由于這些配體對(duì)水比較敏感，副產(chǎn)物多，反應(yīng)操作需在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行并且催化劑用量較高(1-10mol%),而且難以回收，若應(yīng)用于大規(guī)模反

7、應(yīng)則成本太高。1998年Fu等發(fā)現(xiàn)Pd2(dba)3/P(t-Bu)s做催化劑，較廣范圍(包括給電子的)的氯代芳燒與缺電子、電中性和給電子的芳基硼酸在80C發(fā)生Suzuki反應(yīng)，均可得到良好的產(chǎn)率(Fig.1.6)o但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中三烷基麟配體對(duì)空氣十分敏感，很容易被氧化而失去配位能力，鋰催化劑就會(huì)失去相應(yīng)的高催化活性。所以,有機(jī)麟/耙配合物催化的偶聯(lián)反應(yīng)一般都需要在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行，從而給實(shí)際操作帶來很大困難。為了解決這一問題，F(xiàn)u等乂提出簡(jiǎn)單而有效的策略：通過磷的質(zhì)子化作用將對(duì)空氣敏感三烷基麟轉(zhuǎn)化成的在空氣中可以穩(wěn)定存在的磷鹽。實(shí)踐證明在Suzuki-Mivauia偶聯(lián)反應(yīng)中對(duì)空氣

8、穩(wěn)定的(t-Bu)3PHBF4是對(duì)空氣敏感三烷基麟的有效替代物0】。1.5%Pd2(dba)33.6%P(t-Bu)31.2equivCs21.5%Pd2(dba)33.6%P(t-Bu)31.2equivCs2CO3Yield:82-92%dioxine,80CRi=COMe,Me,OMe,NH2;R2=CF3,H,Me,OMe.圖1.6三(二苯基亞甲基丙酮)合二耙/三叔丁基瞬催化的Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.6Pd2(dba)3/P(t-Bu)3catalyzedSuzuki-MivauiacouplingreactionBuchwald課題組對(duì)于聯(lián)苯結(jié)構(gòu)的二烷基單麟配

9、體2-ll(Fig.l.7)用于Suziiki-Miyama偶聯(lián)反應(yīng)，進(jìn)行了全面的報(bào)道，發(fā)現(xiàn)非常低的催化劑負(fù)載量能有效的催化含氮、氧和硫的雜芳基鹵代物或大位阻芳鹵與含氮、氧和硫雜環(huán)芳基硼酸或乙烯基硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)I。10b:R=Ph.圖17人位阻的聯(lián)苯型瞬配體10b:R=Ph.圖17人位阻的聯(lián)苯型瞬配體Fig.1.7Hmdeiedbiaiylphosphuieligands112000年，Beller等報(bào)道了原位鋰催化體系，在體系中采用麟配體，用Pd(OAc)2/P(OR)3能高效地催化不活潑的漠代芳桂的偶聯(lián)(TON：8.2x105),同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氯代芳炷進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：偶聯(lián)反應(yīng)成功的關(guān)鍵

10、因素是合適的堿性條件(如：CsF)及Pd/P的配比2叭100%100%圖1.81,6圖1.81,6二烯Pd(O)單瞬配合物Fig.1.81,6-dienePd(O)siiigle-phospluiiecomplexes后來該組以烯丙基醍、烯丙基胺、四甲基二烯基二硅氧烷分別與PdPCys反應(yīng)生成1,6二烯Pd(0)單麟配合物12-16(Fig.1.8),催化氯代芳燒的Suzuki-Miyaura偶聯(lián)取得了好的結(jié)果。例如在0.05mol%的16催化下，100。時(shí)在THF中，KF和K3PO4存在下2-氧基氯苯、氯苯、4-甲氧基氯苯與苯基硼酸反應(yīng)22h,產(chǎn)率分別達(dá)到97%、87%和72%f27kSan

11、telli等人報(bào)道了一種新型四齒磷配體Tedicyp(Fig.l.9),能高效地催化活化氯代芳炷的Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)。作者認(rèn)為四個(gè)二苯基磷基位于環(huán)戊烷的同一面，與耙配位緊密，增加了催化劑體系的穩(wěn)定性絢。圖1.9四齒磷配體圖1.9四齒磷配體Fig.1.9Tedicvpligand100%100%100%100%2004年，Colacot等報(bào)道了空氣中穩(wěn)定、高效的催化劑Cp2Fe(PR2)2PdCl2(R=i-Pt-Bu)18應(yīng)用于富電子和大位阻的氯代芳燒的Suzuki-Mivauia偶聯(lián)反應(yīng)(Fig丄10)29】。OMe+PhB(OH)2DMF/18b(1mol%)K2CO3/

12、15h/120CPhOMeOMe+PhB(OH)2DMF/18b(1mol%)K2CO3/15h/120CPhOMe18a:R=i-Pr;18b:R=t-Bu.100%100%圖1.10二茂鐵雙瞬的氯化耙配合物催化Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)Fig.110Cp2Fe(PR2)2PdC12catalyzedSuzuki-MiyauiacouplmgreactionVeikade等制備了一系列新型大空間位阻的雙環(huán)籠狀配體19a-19f,篩選出具有高催化活性的配體19d。Pd(OAc)2/19d體系能有效地催化漠代芳如氯代芳炷與苯硼酸的Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)，取得分離產(chǎn)率大于9

13、0%卩】。RnTnR19a:R=Methyl19b:R=Ethyl19c:R=i-Propyl19d:R=i-Butyl19e:R=neo-Pentyl19f:R=4-PyridylRnTnRBrTB(OH)220mol%Pd(OAc)20+Am%咖ndAfyV=VBuHazelwood等人合成了幾種鉗形化合物29和P、O環(huán)鋰二聚體30a-d,在催化帶給電子取代基的4-甲氧基漠苯與苯基硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)，都表現(xiàn)出較好的催化效果,催化劑30a-d的TON分別為3xl04,2.9xlO5,2.6xlO6,4.2x106H4,45。不久Cole-Hanulton等人用Pd與麟配體形成的環(huán)耙化合物31在

14、催化Suziiki-Miyama偶聯(lián)反應(yīng)中也表現(xiàn)出了很好的催化活性呦。當(dāng)然，具有較好催化活性不僅僅局限于P-供電配體鄰位環(huán)鋰配合物，最近一些化學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)N-供電配體環(huán)鋰配合物32a也可用于催化漠代芳炷代物的偶聯(lián)反應(yīng)。值得一提的是，Milstein等合成了在空氣中穩(wěn)定存在的亞胺環(huán)鋰二聚體，在空氣中應(yīng)用33a催化給電子的澳代芳炷和苯基硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)可以得到高于105的TON值49】。亞胺是有效的有機(jī)配體47的。同時(shí)Najem等人也合成了一系列對(duì)空氣和水穩(wěn)定的親水性環(huán)耙肪衍生物34a-c,在有機(jī)相和水相中都能有效催化澳代芳炷或氯代芳燒與苯基硼酸的偶聯(lián)。其中配合物34b在水相中能夠催化氯代芳桂的Su

15、zuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)，并且在添加TBAB后,TON值達(dá)到9000,而TOF值達(dá)到3850阿】。Dupont和Monteiio等人發(fā)現(xiàn)在空氣中穩(wěn)定存在的無憐型含硫環(huán)鋰化物35能夠較好地催化4-甲基澳苯和苯基硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)。并且在室溫下催化漠代芳炷及活化氯代芳桂的Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)，分離產(chǎn)率大于90%卩2】。30a:=OCgH32j4-(f-Bu30a:=OCgH32j4-(f-Bu)2R2=t-Bu30b:R1=Ph;R2=H30c:R1=Ph;R2=f-Bu30d:R1=/-Pr;R2=f-Bu31:R=Ph,f-Bu廠NMe?o-K32a:R=X32b:R=T

16、FA33a:R=Me33b:R=H34a:R1=CH3R2=H34b:R31:R=Ph,f-Bu廠NMe?o-K32a:R=X32b:R=TFA33a:R=Me33b:R=H34a:R1=CH3R2=H34b:R1=CH3,R2=OH34c:R1=p-HOC6H4,R2=OHf-BuR/-Pr-s廠NMe?Pd-OAcVPd-TFA(1V-Pd-TFA-ITpPR33536a:R=Cy37壞耙配合物圖1.15Fig.115Cyclo-palladiumcomplexesBedford等合成了含胺及亞胺的環(huán)耙化二聚體及其麟加成物36和37,發(fā)現(xiàn)在催化氯代芳炷和苯基硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)中表現(xiàn)出非常好的反

17、應(yīng)活性旳。最近，該課題組報(bào)道二聚體30和38與三環(huán)己基麟形成相似的加成物這是目前所知文獻(xiàn)報(bào)道的最好的催化氯代芳燒的偶聯(lián)反應(yīng)的催化劑之一曲習(xí)。Liu等合成了含六元螯合環(huán)的環(huán)耙化二聚體39及其麟加成物40,發(fā)現(xiàn)以K2CO3為堿，在回流的乙醇中，39a和39b催化4-甲基漠苯和苯基硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)TON值可達(dá)lOkWu等人于1994年首次報(bào)道了二茂鐵亞胺環(huán)耙類化合物41的合成，并于2001年將其應(yīng)用于漠代芳燒中的Suzuki-Mivauia偶聯(lián)反應(yīng)，獲得了較好的產(chǎn)率57,58O39a:R=Me;39b:R=/-Pr.40a:R=Me,RCgHn；40b:R=/-Pr.RCgHn；40c:R=Me,R*

18、=Ph;39a:R=Me;39b:R=/-Pr.40a:R=Me,RCgHn；40b:R=/-Pr.RCgHn；40c:R=Me,R*=Ph;40d:R=/-Pr,FV=Ph.41a:R=p-Me,R=Me;41b:R=p-OMe,R*=Me;41c:R=p-CI,o-CI,R1=Me;41d:R=m-CI.R=Me;41e:R=p-MerR1=Ph.圖116亞胺環(huán)耙配合物Fig.116Iimnecyclo-palladiumcomplexes在研究含氮配體與鋰鹽形成的絡(luò)合物對(duì)Suziiki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)的催化活性中，亞胺(Schiffbase)類配體得到較多關(guān)注，Caicia-Ru

19、ano等報(bào)道了配體42與醋酸鋰形成endoS(C=N在環(huán)內(nèi))含C-Pdb鍵五員環(huán)配合物43(Fig.1.17),將其應(yīng)用到Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)，取得了很好的效果刃】。OMe42Pd(OAc)2HOAcOMeOMe42Pd(OAc)2HOAcOMe反應(yīng)式1.17亞胺壞耙配合物的合成Fig.117Preparationofmuiiecyclo-palladiumcomplexes環(huán)鋰化合物根據(jù)金屬核的數(shù)目分為單核環(huán)鋰化合物和雙核環(huán)鋰化合物a】。在沒有其它配體存在時(shí)一般生成雙核環(huán)鋰化合物，而在有其它配體存在的條件下則解離生成單核環(huán)鋰化合物。單、雙亞胺配體與鋰形成的環(huán)鋰二聚體配合物，在

20、常見的有機(jī)溶劑中通常難以溶解，通常加入其它配體將其解聚為單體以便于常規(guī)波譜鑒定或用于其它有機(jī)合成。用于解聚的配體有：胺、卩比噪、卩比哩、三苯麟、乙酸丙酮等。圖1.18雙核和單核環(huán)耙配合物Fig.118Dmuclearandmononuclearcyclopalladat具有多配位中心的亞胺配體，其配位中心可處于一個(gè)或多個(gè)芳環(huán)上。1996年Chakladai.Vila等利用對(duì)苯雙亞胺合成了具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的環(huán)耙配合物的】。Fig.1.19SynmietricdiunmecvclopalladatedcomplexFig.1.19Synmietricdiunmecvclopalladatedcompl

21、exChepiakov等研究發(fā)現(xiàn)，亞胺環(huán)鋰化合物在Heck及Suzuki-Mivaura偶聯(lián)反應(yīng)中都有良好的催化活性。作考認(rèn)為亞胺環(huán)鋰化合物中配體只是作為耙的載體，和活性并無太大的關(guān)系，因此沒有必要去設(shè)計(jì)復(fù)雜的配體，而廉價(jià)的含N化合物（席夫堿、肪、節(jié)胺等）是最好的選擇62】。1.2.5含氮配體耙催化體系麟配體/耙催化體系的的確具有很高的反應(yīng)活性，但憐配體自身存在合成困難、具有毒性，價(jià)格相對(duì)昂貴，對(duì)空氣和水敏感，嚴(yán)格要求無水無氧實(shí)驗(yàn)操作等問題，并且在反應(yīng)過程中P-C鍵在高溫時(shí)會(huì)發(fā)生斷裂，容易生成副產(chǎn)物，給產(chǎn)物的分離帶來麻煩。這些問題的存在不僅給實(shí)際操作帶來很大困難同時(shí)對(duì)環(huán)境造成污染。近年來，為了

22、克服麟配體的缺陷，一些非憐配體的使用在一定程度上克服了麟配體的不足，其中含氮配體是比較重要的一種回。因此，關(guān)于篩選在空氣和水中可以穩(wěn)定存在、反應(yīng)條件溫和，并且經(jīng)濟(jì)高效的配體或高效環(huán)保的催化體系的研究引起了科研工作者的重視，這幾年取得了很多突破。一些氮配體（如N-雜環(huán)卡賓）是非麟配體中重要成員，引起了人們的重視，實(shí)踐證明含氮配體同樣可以有效地穩(wěn)定活化過渡金屬催化劑。（1）噁卩坐類配體2002年，Boykin等人合成了一系列含有卩坐II林環(huán)的單齒配體45a-f以及雙齒配體46和47,用Pd（OAc）2作為鋰源，在80C下原位催化Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)配體的空間結(jié)構(gòu)以及配體上

23、的取代基的電子效應(yīng)對(duì)偶聯(lián)反應(yīng)有著明顯的影響。當(dāng)配體45e和45f苯環(huán)上的取代基團(tuán)R為吸電子基時(shí)（如:-CN和-NO?）催化活性明顯好于苯環(huán)上帶有供電子基團(tuán)的配體45a-do而對(duì)于雙齒配體46和47來說，用47作為配體時(shí)，催化劑的催化活性要好于醴咻環(huán)上N-鄰位有一定空間位阻的配體46。而配體47與配體45e和45f相比較，催化漠代芳燒的偶聯(lián)反應(yīng)中效果也是最好的，產(chǎn)率在75-99%之間。但是需要2mol%的Pd（OAc）2，催化劑用量較高獨(dú)。45a:R=H45b:R=Me45c:R=OMe45d:R=NMe245e:R=CN45f:R=NO45a:R=H45b:R=Me45c:R=OMe45d:R

24、=NMe245e:R=CN45f:R=NO2Pd(OAc)2(2mol%)Yield:75-95%47(2mol%)Yield:75-95%CS2CO3dioxane,80C圖1.20噁卩坐類配體/Pd(OAcL催化的Suzuki-Mivaura偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.20Oxazoleligands/Pd(OAc)：catalyzedSuzuki-MiyauracouplmgreactionsGade等設(shè)計(jì)了一種新型鉗狀二噁呼毗咯配體48。該配體在與PdCl2（COD）反應(yīng)后生成了三個(gè)氮原子配位的配合物49。由于三個(gè)氮原子與鋰配位，耙原子具有較高的電子云密度，氧化加成反應(yīng)速率大幅度提高。該配合物

25、催化4-乙?；胶?-甲氧基澳苯與苯硼酸的Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)TON值分別達(dá)到82000和54000o分別在70弋或110的溫度下催化其它漠代芳燒與苯硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)率在54-97%之間QI。Yield:54-97%圖1.21Yield:54-97%圖1.21二噁n坐毗咯耙配合物催化的Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.21Suzuki-Miyauracouplingreactionscatalyzedbybis(oxazolmyl)pynolepalladiumcomplex2006年，Lee合成了含有二茂鐵結(jié)構(gòu)單元的二噁I坐雙齒配體，與PdCb配位后形成配

26、合物50（順式）和51（反式）兩種。但是它們用于催化Suzuki-Mivauia偶聯(lián)反應(yīng)的效果沒有明顯差別。其中配合物50能夠有效地催化漠代芳炷的偶聯(lián)反應(yīng)，而對(duì)于催化活化的氯代芳炷4-氯苯乙酮與苯硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)，在80下僅獲得26%的產(chǎn)率，即使反應(yīng)溫度提高到110C,反應(yīng)產(chǎn)率也沒有明顯提高，僅為45%的產(chǎn)率殉。圖1.22圖1.22配合物50催化Suzuki-Mivauia偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.22Suzuki-Mivauracouplingreactionscatalyzedbycomplex50(2)胺類配體2003年Boykin利用二環(huán)己基胺(CyzNH)與醋酸耙制得fra/75-Pd(OA

27、c)2(Cy2NH)2o這個(gè)催化劑，在室溫下可以實(shí)現(xiàn)帶吸電子基團(tuán)澳苯的Suziiki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)。提高反應(yīng)溫度至80時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)帶供電子基團(tuán)漠苯的Suzuki-Mivaura偶聯(lián)反應(yīng)，例如4-甲氧基漠苯就可以有94%的產(chǎn)率回】。Pd(OAc)21mol%)DAPCy(2mol%)Cs2Pd(OAc)21mol%)DAPCy(2mol%)Cs2CO3lDioxaneRTor80C圖1.23二壞己基胺的醋酸耙配合物催化Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.23Suzuki-MiyauracouplingreactionscatalyzedbyZm/5-Pd(OAc)2(Cy2

28、NH)2三乙烯二胺53(DABCO)也是含氮的簡(jiǎn)單二胺化合物，Li等把該化合物與醋酸耙組成催化劑體系應(yīng)用于碘代芳燒、澳代芳炷和一些活性較高的氯代芳炷的Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng),結(jié)果發(fā)現(xiàn)該催化體系具有較高的催化能力。在丙酮中,110C下催化碘苯與4-氯苯硼酸的Suzuki-Mivaura偶聯(lián)的TON值達(dá)到了950000殉。當(dāng)以PEG400【69或PEG-400/水(V:V=1:5)做溶劑,在加入添加劑TBAB后，可以實(shí)現(xiàn)氯苯的偶聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)率為70%。X+B(OH)253Pd(OAc)2(0.0001mol%)53(0,0002mol%)/QTONs:upto950000Pd(OAc)2

29、(0.0001mol%)X+B(OH)253Pd(OAc)2(0.0001mol%)53(0,0002mol%)/QTONs:upto950000Pd(OAc)2(0.0001mol%)X=1,Br,ClVB(0H)253(0.0002mo.%JTBAB,K2CO3_yR2PEG-400,110CTONS：upto960000r2k2co3Acetone,110C圖1.24三乙烯二胺/Pd(OAc)：催化Suzxiki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.24Suzuki-MiyauiacouplmgreactionscatalyzedbyDABCO/Pd(OAc)2(3)席夫堿配體2001年N

30、olan課題組報(bào)道了將一系列的DAB-R（二氮雜丁二烯）類化合物54-60作為配體與Pd（OAc）2（3mol%）作為有效的原位催化體系用于催化鹵代芳炷與苯硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)配體上取代基團(tuán)的電子效應(yīng)對(duì)催化Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)有明顯的影響，當(dāng)配體上R基團(tuán)為供電子性的烷基時(shí),催化活性大大提高，所得的產(chǎn)率也得到相應(yīng)的增加。其中環(huán)己基二亞胺與二醋酸鋰組成的催化體系催化活性最高，用于各種漠代芳基的Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)時(shí)可獲得90-99%的分離產(chǎn)率。催化缺電子的氯代芳炷時(shí)也能得到較好的產(chǎn)率，而對(duì)于富電子的氯代芳燒結(jié)果較差，這可能與烷基強(qiáng)的給電子能力有關(guān)。當(dāng)R基為金剛烷

31、55作配體時(shí)產(chǎn)率可達(dá)到93%,R為芳基時(shí)效果稍差。這是一種效果很好的新型非麟配體。但是反應(yīng)過程中Pd（OAc）2的用量較高（3mol%）7?！?。Pd(OAc)2(3mol%)dioxane,80C/100CX=l,Br,ClRJn-rPd(OAc)2(3mol%)dioxane,80C/100CX=l,Br,ClRJn-r圖1.25席夫堿配體/Pd(OAc)2催化Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.25Suzuki-MiyauiacouplmgreactionscatalyzedbySchiffbaseligands/Pd(OAc)：（4）毗唳類配體2003年，Najem等人報(bào)道了

32、二-（2-毗唳）甲基胺衍生的配體與二氯化耙絡(luò)合形成的61,在CH3OH/H2O的混合溶劑中，KOH為堿，用1-0.00076mol%催化劑催化漠苯、碘苯與苯基硼酸的Suzuki-Mivauia偶聯(lián)反應(yīng)，獲得了較好的產(chǎn)率37-99%o如果在上述反應(yīng)體系中加入添加劑TBAB,那么對(duì)于氯苯與苯硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)也可以進(jìn)行。B(OH)261(1-0.00076mol%)K2B(OH)261(1-0.00076mol%)K2CO3Solvent,TC圖1.26配合物61催化Suzuki-Miyaura偶聯(lián)反應(yīng)Fig1.26Suzuki-Miyauiacouplmgreactionscatalyzedbyco

33、mplex612008年，Thoie等人利用2-（2-毗嚨-3-乙胺基）乙基磺酸鈉62為配體，與二氯化鋰作用，成功實(shí)現(xiàn)了室溫下水相中的Suzuki-Mivauia偶聯(lián)反應(yīng)。但是，僅僅是對(duì)碘代和漠代芳炷具有較好的催化效果，產(chǎn)率在84-90%之間。并且在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，如果在反應(yīng)中加入配體的量與碘代或澳代芳燒量是等當(dāng)量時(shí)，反應(yīng)體系中可以不需要加入額外的堿，偶聯(lián)反應(yīng)就可以順利的進(jìn)行，在這里毗噪基團(tuán)可能即起到配位作用，同時(shí)也可以作為堿使用Bl。PdCI2(5mol%)62(1.0equivPdCI2(5mol%)62(1.0equivH2O,RT圖1.27配合物62催化的Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反

34、應(yīng)Fig.1.27Suzuki-Miyauiacouplingreactionscatalyzedbycomplex62近來，Xi等人合成卩奎喔咻聯(lián)毗噪，利用毗噪上的N原子和唾喔II林上的N原子作為雙齒配體與PdCb配位形成配合物63ac,并用于催化Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)配體中毗噪環(huán)上取代基的電子效應(yīng)對(duì)催化活性有著明顯的影響。一般說來，帶有吸電子基團(tuán)的配體活性較差(63c63b63a)。其中配合物63a利用0.1mol%的催化劑量，在甲苯溶液中80C能夠有效地催化澳代芳燒與苯硼酸的偶聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)率在96-99%之間El。圖1.28圖1.28配合物63a催化Suzuki-M

35、iyauia偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.28Suzuki-Miyauiacouplingreactionscatalyzedbycomplex63a蹤類配體Fujita等制備了具有蹤結(jié)構(gòu)的一類化合物64和65,并把它們與醋酸耙配位組成催化體系，在室溫和空氣氣氛下實(shí)現(xiàn)了水相中的Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng),產(chǎn)率在24-99%之間，在升高溫度的條件下，配體64和醋酸鋰可以催化缺電子的氯苯，達(dá)到67%的產(chǎn)率74】。PhPhPh/j-NN-NMen-nPhPhPh/j-NN-NMen-n、n-nMeMe6465Pd(OAc)2(2mol%)64or6甌mol%CS2CO3DMF/H2O,RT圖1.29

36、腺類配體/Pd(OAc)2催化的Suzuki-Mivaura偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.29SuzukiMiyauiacouplmgreactionscatalyzedbyhydrazoneligands/Pd(OAc)：（6）弧類配體2007年,Zhang等人利用作為配體66,在乙醇和水混合溶劑中，與Pd（OAc）2作用考察了催化Suziiki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)的活性，發(fā)現(xiàn)在室溫條件下，上述體系能夠有效地催化碘代或漠代芳燒的偶聯(lián)反應(yīng)，但是對(duì)于氯代芳燒的催化活性較差，即使是升高反應(yīng)溫度至80C,產(chǎn)率提高并不明顯El。66Pd(OAc)2(1.5mol%)B(OH)2X+R1k2co3B(OH)2

37、X+R1k2co3EtOH/H2O,RT圖1.30弧類配體/Pd(OAc)：催化Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.30Suzuki-Miyauracouplmgreactionscatalyzedbyguanidineligand/Pd(OAc)2（7）嚇咻配體Kostas等人首次將水溶性的卜咻鋰配合物67應(yīng)用于Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)中。以K2CO3為堿，催化劑與底物的比值為1：1000,以水做溶劑，100下反應(yīng)4h,該催化體系能在空氣條件下催化澳代芳炷代物和苯硼酸的Suzuki反應(yīng)，產(chǎn)率為80IO。圖1.31基于【卜麻的新型四亞胺鹽鋰配合物Fig1.31Novel

38、tetiainudazoliumsaltbasedonapoiphvrin（8）毗“坐類配體雙齒配體中也有雜環(huán)毗啜上的N原子和亞胺上的N原子同時(shí)做配位原子的例子。Saikai合成了一系列毗哇-希夫堿配體68-71,能夠很好地催化各種漠代芳燒的Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)，對(duì)于缺電子的氯苯及4-甲基氯苯的Suzuki-Mivauia反應(yīng)，產(chǎn)率達(dá)到67-95%。但是對(duì)于富電子的4-甲氧基氯苯，卻沒有催化活性7%圖1.32毗哇-希夫堿配體/Pd2(dba)j催化Suzuki-Mivauia偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.32Suziiki-Miyauracouplmgreactionscatalyzed

39、bypyrazole-Schiffbaseligands（9）唾咻類配體Guo等人報(bào)道了利用8-撥基U埶林與二價(jià)鋰形成的N,O-雙齒螯合配合物，在0.0111101%催化劑量下，50下，乙醇和水作為混合溶劑能夠有效的催化碘代和漠代芳婭的偶聯(lián)反應(yīng)。TON值可達(dá)到10000,但是這一體系無法催化氯代芳桂的偶聯(lián)反應(yīng)7%圖1.33N,O圖1.33N,O-雙齒螯合配合物72催化Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng)Fig.1.33Suzuki-MiyauracouplmgreactionscatalyzedbyN,O-bidentatechelatecomplex721.2.6其它配體耙催化體系(1)硫尿類配體非磷配體中除了N配體以外，S原子也被用做配位原子來參與催化過程。但是，由于S原子與Pd的結(jié)合能力過強(qiáng)，常會(huì)由于過分配位而使Pd中毒，反而阻止了催化循環(huán)。盡管如此特定結(jié)構(gòu)中的S原子仍可以有好的催化活性的。2004年，Yang等人報(bào)道了硫尿素73作為配體可以在異丙醇和水的混合體系中，在80C與Pdb作用來催化碘苯和漠苯的Suzuki-Miyauia偶聯(lián)反應(yīng),產(chǎn)率在70-99%之間7刃。R=/X=l,BrPdl2(1mol%)Ligand73(2mol%)靳R=/X=l,BrPdl2(1mol%)Ligand73(2mol%)靳K2CO3i-PrOH/H2O,80C