过渡金属催化下的格氏试剂与卤代烃的偶联反应研究进展.doc

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1、过渡金属催化下的格氏试剂与卤代烃的偶联反应研究进展院系:化学与化学工程系班级:11级化工班姓名:周盛义学号:1143717410576摘要：格氏试剂与卤代烃的偶联反应是有机合成中形成C—c键的重要方法。详细介绍了各种过渡金属催化下的偶联反应，从机理、过程和方法上进行了探讨，并展望该领域未来的发展方向。关键词：过渡金属催化；格氏试剂；偶联反应C—C键的形成是有机合成中构成碳骨架的重要途径，而过渡金属催化下的格氏试剂与卤代烃的偶联是形成C—C键的重要方法。早在zO世纪70年代，Kochi和Tamura<1>就研究了一系列的卤代

2、烃与格氏试剂在Ni、Pd、Fe等过渡金属催化下的偶联，虽然当时反应产物复杂而且产率较低，也没有工业化的应用前景，但是过渡金属催化的格氏试剂与卤代烃的偶联从此得到了深入的研究。近几十年来，人们对该偶联反应做了多方面的探索与研究，并取得了一些重要进展，这些进展对于许多实验室乃至工业合成有着重要的科学和经济价值。本文对这些研究成果进行了综述。1Ni催化的偶联1970年，Yamamoto等<2>提出了Ni的氧化加成以及还原消除反应机理。1972年Kumada<3>和Corriu<4>首次独立报道了NiC12(dppp)催化下的格氏

3、试剂与杂化的卤代烃的偶联。Ni催化剂对于溴、碘取代的芳烃和烯烃与格氏试剂的偶联有很好的效果，但当使用2。以上卤代烃时，H容易发生消除反应，降低偶联产率。通式是：Kambe<5>对该偶联反应进行了延伸和发展，2002年，他们用溴代烷、氯代烷以及对甲苯磺酸盐与格氏试剂在NiC1。的催化下进行了类似的偶联反应，其中氯代烃的偶联产率最高，达到了96％，当使用I，3-丁二烯代替磷化氢做配体时，能够稳定催化剂活性并且减少副产物的生成(图1)。图1Ni／1，3-丁二烯催化下的偶联反应可能的反应机理如图2所示<6>：6图2Ni催化下的Ku

4、mada偶联反应机理2Pd催化的偶联钯催化的格氏试剂与卤代烃的偶联反应的主要问题是二、三级卤代烃会发生消除生成相应的烯烃，使其不能发生偶联反应<7>(图3)。图3Pd催化F的消除反应近来研究表明在Pd中加入适当的亲核添加物可以克服这个问题。2002年Frisch和Beller<8>报道了室温条件下Pd(OAc)催化下的芳基格氏试剂与卤代烃的偶联反应，选择NMP做溶剂和PCy。(或PiPr。)做配体可以高产率的得到偶联产物。这是因为拥有弱配位能力的NMP以及PCy。的空间位阻作用在反应体系中可以使Pd原子饱和，从而抑制H的消

5、除反应，提高偶联产率(图4)。图4Pd(OAc)。／PCy。催化下的偶联反应2003年，Kamhe<9>报道了溴代烷与烷基格氏试剂在Pd(acac)。催化和1，3一丁二烯存在下的偶联。[Pd(acac)。]表现出非常高的化学选择性，使得甲苯磺酸盐同二级烷基格氏试剂的偶联产率得到了显著的提高，达到71，溴代烷同一级烷基格式试剂偶联产率为77(图5)。图5Pd(acac)z／1，3-丁二烯催化下的偶联反应3Cu催化的偶联1998年Cahiez<10>使用Mn／Cu混合催化剂完成了烷基格氏试剂同溴代烷的偶联，在有Cue1存在下，

6、反应在5℃无水无氧条件下，15rain后的偶联产率就可达到759，6。当只用Mn或Cu时，则不能催化a支链的溴代烷和格氏试剂的偶联，只有Mn／Cu6共同作用反应才能进行(图6)。图6Mn／Cu催化F的偶联反应2000年Cahiez<11>又报道了室温条件下在Li：CuC1(3mol)催化下溴代烷与格氏试剂的偶联，产率达到9O以上，关键是使用了NMP溶剂，它极大的加速了偶联反应，并能有效的阻止副产物的生成(图7)。图7Li。CuCI／NMP催化下的偶联反应2003年，Kambe<12>研究了以1，3一丁二烯为配体、CuC1。

7、催化下的不活泼氟代烃同格氏试剂的偶联反应，产率最高可达99(图8)。图8CuC1z／1，3-丁二烯催化下的偶联反应2007年，Treao<13>等报道了以苯丙炔为配体，CuC1做催化剂的氯代烷与格氏试剂的偶联反应，产率达到98。当改用CuCl做催化剂时，产率也有93％。该反应在较温和的室温情况下也有很好的收率，室温搅拌48h后的偶联产率为91％(图9)。图9CuC1／苯丙炔催化下的偶联反应4Fe催化的偶联1971年，Kochi<14>等提出用铁代替钯和镍催化格氏试剂与卤代烃的偶联，但是当时铁催化法却不被人们关注。2004年

8、Nakamura1等研究发现适量的胺(例如N，N，N，N一四甲基乙二胺(TMEDA)等)在Fe盐催化的芳基格氏试剂与卤代烃的偶联反应中起着重要的作用，原因是TMEDA可以抑制格氏试剂对卤代烷的H的消除反应保持偶联过程中产物的专一性。他们用FeC1。代替[-Fe(acac)。]，在0℃时，1．2倍当量的T