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偶联はん

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偶联はん,也写さく耦合反應はんのう偶合はんある耦联はん两化がく实体(ある单位)结合生成せいせいいち分子ぶんしてきゆうつくえ化学かがくはんせま义的偶联はん应是わたるゆうつくえ金属きんぞく催化剂てき碳-碳键形成けいせいはん应,すえ类型てき不同ふどうまた可分かぶん交叉こうさ偶联自身じしん偶联はん应。ざい偶联はん中有ちゅうう一类重要的反应,RM(R=ゆうつくえへんだん;M=しゅもと中心ちゅうしんあずかR'Xてきゆうつくえ卤素化合かごうぶつはん应,形成けいせいゆうしん碳-碳键てき产物R-R'[1][2]

根岸ねぎし英一ひでかず铃木あきらあずか查德·赫克开发钯催偶联はん,贡献突出とっしゅつ共同きょうどう授2010年度ねんど诺贝尔化がく[3][4]

偶联はん大体だいたい可分かぶん为两种类がた

  • 交叉こうさ偶联はん应:两种不同ふどうへんだん连接なりいち分子ぶんし,如溴苯(PhBr)あずかおつ形成けいせい苯乙烯(PhCH=CH2)。
  • 自身じしん偶联はん应:あいどうてき两片だん形成けいせいいち分子ぶんし,如碘苯(PhI)自身じしん形成けいせい联苯(Ph-Ph)。

つくえ

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偶联つくえ通常つうじょうおこりはじめ于有つくえ卤代烃和催化剂氧化なりだい二步是另一分子与其转移金属きんぞくはたまち偶联てき分子ぶんしせっ于同いち金属きんぞく中心ちゅうしんさいきさきいち还原しょうじょまち偶联てき分子ぶんし结合ざい一起形成新分子并再生催化剂饱和てきゆうつくえもと团在あいいち速度そくどさらかい通常つうじょうえき于偶联。ちゅう间体通常つうじょう倾向βべーた-氢消じょ[5]

一项计算化学研究中表明,饱和ゆうつくえもと团更えき于在金属きんぞく中心ちゅうしん偶联。[6]还原しょうじょてきそくりつ高低こうてい如下:

おつ烯基-おつ烯基>苯基-苯基>炔基-炔基>烷基-烷基

对称てきR-R′形式けいしき偶联はん应,其活のう垒与はん应能りょうあずかあい应的对称偶联はん应R-RあずかR′-R′てき平均へいきん相近すけちか,如:おつ烯基-おつ烯基>おつ烯基-烷基>烷基-烷基。

另一种假说认为,水溶液すいようえき偶联はん应其实是どおり自由じゆうもとつくえ,而不金属きんぞく参与さんよつくえ[7]

催化剂

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偶联はん应最常用じょうようてき金属きんぞく催化剂是催化剂,ゆう时也ようあずかよんさん苯基膦)钯常用じょうようてき钯催剂。钯催てきゆうつくえはん应有许多优点,如:官能かんのうてきたい受性きょうゆうつくえ化合かごうぶつみずそら甚穩じょう

如下一些关于钴催化的偶联反应的综述[8],钯[9][10][11][12][13]かず[14]かい导的はん应以及它们的用途ようと[15][16]

离去もと

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离去もとざいゆうつくえ偶联はん应常为ある三氟甲磺酰基ゆうつくえ氯化物相もっそう对这些离去もと团更れん价易理想りそうてき离去もと团。あずかこれはん应的ゆうつくえ金属きんぞく化合かごうぶつ还有ある

操作そうさ条件じょうけん

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虽然だい偶联はん应涉及的试剂对水そら气极其敏かんただし不可ふか认为所有しょゆうゆうつくえ偶联はん应需よう绝对てき无水无氧条件じょうけんゆう些有つくえ钯介导的はん应就ざい水溶液すいようえきちゅうようさん苯基膦かず硫酸りゅうさんせい备的磺化膦试剂反应。[7]总体らい讲,だい这类はん应都藉不饱和金属きんぞく络合ぶつはん应,而这些络ごうぶつ满足18きょう价电てき稳定结构,そら气中てき氧气のうかげ响偶联反应。

类型

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つね见偶联反应有:

はん名称めいしょう 发现年代ねんだい はん应物A はん应物B 类型 催化剂 备注
たけ兹反应(Wurtz reaction) 1855 R-X sp³ R-X sp³ 自身じしん 以鈉しょうじょはん应物てき原子げんし
かくひしげ泽偶联反应(Glaser coupling) 1869 RC≡CH sp RC≡CH sp 自身じしん Cu 氧气さくH受体
乌尔曼反应(Ullmann reaction) 1901 Ar-X sp² Ar-X sp² 自身じしん Cu 高温こうおん
冈伯かくともえかつ曼反应 1924 Ar-H sp² Ar-N2X sp² 自身じしん 需碱参与さんよ
Cadiot-Chodkiewicz偶联はん 1957 RC≡CH sp RC≡CX sp 交叉こうさ Cu 需碱参与さんよ
Castro-Stephens偶联はん 1963 RC≡CH sp Ar-X sp² 交叉こうさ Cu
よし尔曼试剂偶联はん应(Gilman reagent coupling) 1967 R2CuLi R-X 交叉こうさ
Cassarはん 1970 烯烃 sp² R-X sp³ 交叉こうさ Pd 需碱参与さんよ
熊田くまだ偶联はん(Kumada coupling) 1972 Ar-MgBr sp²/sp³ Ar-X sp² 交叉こうさ PdあるNi
赫克はん(Heck reaction) 1972 烯烃 sp² R-X sp² 交叉こうさ Pd 需碱参与さんよ
その头偶联反应(Sonogashira coupling) 1975 RC≡CH sp R-X sp³/sp² 交叉こうさ PdCu 需碱参与さんよ
根岸ねぎし偶联はん(Negishi coupling) 1977 R-Zn-X sp³/sp²/sp R-X sp³/sp² 交叉こうさ PdあるNi
ほどこせ蒂勒はん(Stille coupling) 1978 R-SnR3 sp³/sp²/sp R-X sp³/sp² 交叉こうさ Pd
铃木はん(Suzuki reaction) 1979 R-B(OR)2 sp² R-X sp³/sp² 交叉こうさ Pd 需碱参与さんよ
Hiyama偶联はん 1988 R-SiR3 sp² R-X sp³/sp² 交叉こうさ Pd 需碱参与さんよ
Buchwald–Hartwig偶联はん 1994 R2N-R SnR3 sp R-X sp² 交叉こうさ Pd N-C偶联はん
福山ふくやま偶联はん(Fukuyama coupling) 1998 RCO(SEt) sp2 R-Zn-I sp3 交叉こうさ Pd
偶联はん应一览. 参考さんこう文献ぶんけん见子页面

杂项はん

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いち种基于よしもと卤代烃和全わぜん氟代苯的钯-催化偶联はん应由もとおもえ·ほう(Keith Fagnou)かず其同ごとしょ报道。对于这种かけ电子まとよし环来讲,这类官能かんのう团化はん应很寻常。[17]

Fluoroarene coupling
Fluoroarene coupling

应用

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许多偶联はん应已经广泛的应用于せい药工业[18]しょう关的こう业原りょう[19]

まいり

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参考さんこう资料

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  1. ^ Organic Synthesis using Transition Metals Rod Bates ISBN 978-1-84127-107-1
  2. ^ New Trends in Cross-Coupling: Theory and Applications Thomas Colacot (Editor) 2014 ISBN 978-1-84973-896-5
  3. ^ The Nobel Prize in Chemistry 2010 - Richard F. Heck, Ei-ichi Negishi, Akira Suzuki. NobelPrize.org. 2010-10-06 [2010-10-06]. (原始げんし内容ないようそん于2012-10-26). 
  4. ^ Palladium-Catalyzed Cross-Coupling: A Historical Contextual Perspective to the 2010 Nobel Prize Dr. Carin C. C. Johansson Seechurn, Dr. Matthew O. Kitching, Dr. Thomas J. Colacot, Prof. Victor Snieckus Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5062-5085. doi:10.1002/anie.201107017
  5. ^ Hartwig, J. F. Organotransition Metal Chemistry, from Bonding to Catalysis; University Science Books: New York, 2010. ISBN 189138953X
  6. ^ V. P. Ananikov, D. G. Musaev, K. Morokuma, “Theoretical Insight into the C-C Coupling Reactions of the Vinyl, Phenyl, Ethynyl, and Methyl Complexes of Palladium and Platinum” Organometallics 2005, 24, 715. doi:10.1021/om0490841
  7. ^ 7.0 7.1 Benny Bogoslavsky, Ophir Levy, Anna Kotlyar, Miri Salem, Faina Gelman and Avi Bino. Do Carbyne Radicals Really Exist in Aqueous Solution?. Angewandte Chemie International Edition. 2012, 51 (1): 90–94. PMID 22031005. doi:10.1002/anie.201103652. 
  8. ^ Cobalt-Catalyzed Cross-Coupling Reactions Grard Cahiez and Alban Moyeux Chem. Rev., 2010, 110 (3), pp 1435–1462 Publication Date (Web): February 11, 2010 (Review) doi:10.1021/cr9000786
  9. ^ Carbon−Carbon Coupling Reactions Catalyzed by Heterogeneous Palladium Catalysts Lunxiang Yin and Jürgen Liebscher Chem. Rev., 2007, 107 (1), pp 133–173 Publication Date (Web): December 21, 2006 (Article) doi:10.1021/cr0505674
  10. ^ Advances in Transition Metal (Pd,Ni,Fe)-Catalyzed Cross-Coupling Reactions Using Alkyl-organometallics as Reaction Partners Ranjan Jana, Tejas P. Pathak, and Matthew S. Sigman Chem. Rev., 2011, 111 (3), pp 1417–1492 doi: 10.1021/cr100327p
  11. ^ Efficient, Selective, and Recyclable Palladium Catalysts in Carbon−Carbon Coupling Reactions rpd Molnr Chem. Rev., 2011, 111 (3), pp 2251–2320 doi:10.1021/cr100355b
  12. ^ Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Organoboron Compounds Norio. Miyaura, Akira. Suzuki Chem. Rev., 1995, 95 (7), pp 2457–2483 doi:10.1021/cr00039a007
  13. ^ Diazonium Salts as Substrates in Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions Anna Roglans, Anna Pla-Quintana, and Marcial Moreno-Mañas Chem. Rev., 2006, 106 (11), pp 4622–4643 doi:10.1021/cr0509861
  14. ^ Nickel-Catalyzed Cross-Couplings Involving Carbon−Oxygen Bonds Brad M. Rosen, Kyle W. Quasdorf, Daniella A. Wilson, Na Zhang, Ana-Maria Resmerita, Neil K. Garg, and Virgil Percec Chem. Rev., 2011, 111 (3), pp 1346–1416 doi:10.1021/cr100259t
  15. ^ Selected Patented Cross-Coupling Reaction Technologies Jean-Pierre Corbet and Gérard Mignani Chem. Rev., 2006, 106 (7), pp 2651–2710 2006 (Article) doi:10.1021/cr0505268
  16. ^ Copper-Mediated Coupling Reactions and Their Applications in Natural Products and Designed Biomolecules Synthesis Gwilherm Evano, Nicolas Blanchard and Mathieu Toumi Chem. Rev., 2008, 108 (8), pp 3054–3131 doi:10.1021/cr8002505
  17. ^ M. Lafrance, C. N. Rowley, T. K. Woo and K. Fagnou. Catalytic Intermolecular Direct Arylation of Perfluorobenzenes. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (27): 8754–8756. PMID 16819868. doi:10.1021/ja062509l. 
  18. ^ R.H. Crabtree, The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 4th Ed.
  19. ^ Organotransition Metal Chemistry: From Bonding to Catalysis John Hartwig