关于Suzuki反应
Suzuki反应
反应中Pd(0)作为催化剂,在其中循环。
Heck反应优点在于其区域选择性和立体专一性,缺点为Pd过于昂贵。
铃木反应铃木反应,也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的有机偶联反应,零价钯配合物催化下,芳基或烯基硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。
该反应由铃木章在1979年首先报道,在有机合成中的用途很广,具强的底物适应性及官能团容忍性,常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物,从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。
目录经还原消除,得到目标产物9以及催化剂1。
氧化加成一步,用乙烯基卤反应时生成构型保持的产物,但用烯丙基和苄基卤反应则生成构型翻转的产物。
这一步首先生成的是顺式的钯配合物,而后立即转变为反式的异构体。
还原消除得到的是构型保持的产物。
基本因素SUZUKI cross coupling reaction 的基本因素总的来说可以分为下面几个部分,底物的活性简单的分类可以是:ArN2+X->>ArI>ArBr>ArCl>ArOTf≥ArOTs,ArOMe这里面常用的是卤代物,其中尤其是碘代和溴代最为常见,也是反应效果较好的。
但是,ArN2+X在有些情况下,是个很好的选择。
它的制备我可以给出一个常用的方法,这里我们的重氮盐,是氟硼盐.碱的参与2.SUZUKI cross coupling reaction 在没有碱的参与下,是很难反应的,甚至不反应!反应中碱的影响不仅取决于碱(负离子)的强弱,而且要兼顾阳离子的性质。
阳离子如果太小不利于生成中间的过渡态ylide(Pd)中间体,如果要弄清楚这个问题简单的机理介绍是必不可少的,下面化学式可以明了的解释这个原理。
通常来说,大的阳离子的碱,如Ba,Cs,会加速反应,当阳离子太小而被屏蔽反应的速率和效率将显著下降。
溶剂选择常用的溶剂分为质子,非质子,极性和非极性,当然他们是互相交叉的,我这里再一次强调一下,溶剂和碱要综合考虑选择,这里只简单的给出一些常用的二者间的配合:Ba(OH)2/95%EtOH, Na2CO3,K2CO3,CsCO3/dioxane,DMF,CsF,K3PO4/toluene......当然,具体到实际的应用上还要考虑你底物在这些溶剂中的溶解性。
Suzuki反应铃木反应修订版
S u z u k i反应铃木反应修订版IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】Suzuki反应(铃木反应)铃木反应 - 简介Suzuki反应(铃木反应),也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的有机偶联反应,是在钯配合物催化下,芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。
通式:铃木反应 - 概述Suzuki反应对官能团的耐受性非常好,反应物可以带着-CHO、-COCH3、-COOC2H5、-OCH3、-CN、-NO2、-F等官能团进行反应而不受影响。
反应有选择性,不同卤素、以及不同位置的相同卤素进行反应的活性可能有差别,三氟甲磺酸酯、重氮盐、碘鎓盐或芳基锍盐和芳基硼酸也可以进行反应,活性顺序如下:R2-I > R2-OTf > R2-Br >> R2-Cl 另一个底物一般是芳基硼酸,由芳基锂或格氏试剂与烷基硼酸酯反应制备。
这些化合物对空气和水蒸气比较稳定,容易储存。
Suzuki反应靠一个四配位的钯催化剂催化,广泛使用的催化剂为四(三苯基膦)钯(0),其他的配体还有:AsPh3、n-Bu3P、(MeO)3P,以及双齿配体Ph2P(CH2)2PPh2(dppe)、Ph2P(CH2)3PPh2(dppp)等。
Suzuki反应中的碱也有很多选择,最常用的是碳酸钠。
碱金属碳酸盐中,活性顺序为:Cs2CO3 > K2CO3 > Na2CO3 > Li2CO3 而且,加入氟离子(F?)会与芳基硼酸形成氟硼酸盐负离子,可以促进硼酸盐中间体与钯中心的反应。
因此,氟化四丁基铵、氟化铯、氟化钾等化合物都会使反应速率加快,甚至可以代替反应中使用的碱。
铃木反应 - 机理铃木反应示意图首先卤代烃2与零价钯进行氧化加成,与碱作用生成强亲电性的有机钯中间体4。
Suzuki反应
铃木反应维基百科,自由的百科全书(重定向自Suzuki反应)Suzuki反应(铃木反应),也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的有机偶联反应,是在钯配合物催化下,芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。
[1][2]该反应由铃木章在1979年首先报道,在有机合成中的用途很广,具有很强的底物适应性及官能团耐受性,常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物,从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。
[3][4][5]。
铃木章也凭借此贡献与理查德·赫克、根岸英一共同获得2010年诺贝尔化学奖。
[6]目录[隐藏]∙ 1 概述∙ 2 机理∙ 3 讨论∙ 4 展望∙ 5 参见∙ 6 参考文献∙7 外部链接[编辑]概述Suzuki反应对官能团的耐受性非常好,反应物可以带着-CHO、-COCH3、-COOC2H5、-OCH3、-CN、-NO2、-F等官能团进行反应而不受影响。
反应有选择性,不同卤素、以及不同位置的相同卤素进行反应的活性可能有差别,三氟甲磺酸酯、重氮盐、碘鎓盐或芳基锍盐和芳基硼酸也可以进行反应,活性顺序如下:R2-I > R2-OTf > R2-Br >> R2-Cl另一个广泛应用的底物是芳基硼酸,由芳基锂或格氏试剂与烷基硼酸酯反应制备(见Miyaura硼酸化反应,Miyaura反应)。
这些化合物对空气和水蒸气比较稳定,容易储存。
Suzuki反应靠一个四配位的钯催化剂催化,广泛使用的催化剂为四(三苯基膦)钯(0)Pd(PPh3)4与PdCl2(dppf),其他的配体还有:AsPh3、n-Bu3P、(MeO)3P,以及双齿配体Ph2P(CH2)2PPh2(dppe)、Ph2P(CH2)3PPh2(dppp)等。
(以上的所有Pd配体都是厌氧的,因此反应必须在氮气,氩气等惰性气体下反应)。
[7]Suzuki反应中的碱也有很多选择,最常用的是碳酸钠,碳酸铯,醋酸钾,磷酸钾等。
Suzuki反应-
经典化学合成反应标准操作Suzuki 反应目录1 前言 (3)1.1 Suzuki反应的通式 (3)1.2 Suzuki反应的机理 (3)1.3 Suzuki反应的特点及研究方向 (4)2 有机硼试剂的合成 (4)2.1 通过金属有机试剂制备单取代芳基硼酸 (4)2.1.1 通过Grinard试剂制备单取代芳基硼酸示例 (4)2.1.2 通过有机锂试剂制备单取代芳基硼酸示例 (5)2.2 通过二硼烷频哪酯制备芳基硼酸酯 (6)2.2.1 通过二硼烷频哪酯制备芳基硼酸酯示例(一) (9)2.2.2 通过二硼烷频哪酯制备芳基硼酸酯示例(二) (10)2.2.3 通过芳基硼酸转化为芳基硼酸酯 (10)2.3 烯基硼酸酯的制备 (10)2.4 烷基硼酸酯的制备 (10)3 催化剂的制备 (11)3.1 Pd(PPh3)4的制备 (11)3.2 Pd(PPh3)2Cl2的制备 (12)3.3 Pd(dppf)Cl2的制备 (12)4Suzuki偶联的应用 (12)4.1 普通的芳卤和芳基硼酸的Suzuki偶联 (13)4.1.1 Pd(PPh3)4-Na2CO3-DME-H2O 体系Suzuki偶联反应示例 (14)4.2 大位阻芳基硼酸参与Suzuki偶联反应 (14)4.3 含敏感功能团的芳基硼酸(酯)参与Suzuki偶联反应 (15)4.3.1 芳基硼酸频哪酯和芳基卤代物的Suzuki偶联 (16)4.3.2 带着酯基底物的Suzuki偶联反应示例(一) (16)4.3.3 带着酯基底物的Suzuki偶联反应示例(二) (17)4.4 杂环芳基硼酸参与Suzuki偶联反应 (17)4.5烷基硼酸参与Suzuki偶联反应 (18)4.6烯基硼酸参与Suzuki偶联反应 (19)4.7 Triflate参与Suzuki偶联反应 (19)4.7.1芳基的三氟甲基磺酸酯与芳基硼酸偶联示例 (20)4.7.2 芳基的Triflate与芳基硼酸偶联示例 (20)4.8 芳基氯参与Suzuki偶联反应 (21)4.8.1钯催化下芳基氯参与Suzuki偶联反应示例(一) (21)4.8.2钯催化下芳基氯参与Suzuki偶联反应示例(二) (22)4.9 镍催化体系用于Suzuki偶联反应 (22)4.9.1 NiCl2(dppf)和n-BuLi催化下芳基氯参与Suzuki偶联反应示例 (22)4.10 其他方法 (23)4.10.1 直接Pd/C用于Suzuki偶联反应示例 (23)4.10.2 直接Pd(OAc)2用于Suzuki偶联反应示例 (23)1 前言1.1 Suzuki反应的通式在钯催化下,有机硼化合物与有机卤素化合物进行偶联反应,这就提供了一类常用和有效的合成碳-碳键化合物的方法,我们称之为Suzuki 偶联反应,或Suzuki-Miyaura 偶联反应。
suzuki反应
Pd(OAc)2 THF K2CO3 rt2h
C8H7O OH
b b + I
O Br
NaH DMF 40oC 4h
C8H7O O O I
联苯类液晶单元的合成路线
董万荣,具有潜在液晶性能的光学活性双螺旋衍生物的设计 与合成[D],湖南大学,有机化学,2009.
有机偏振发光材料
Br N R Br OH CnH2n+1Br K2CO3/acetone R Pd(PPh3)4/K2CO3 toluene, ethanol H2n+1CnO N OCnH2n+1 Br OH CnH2n+1Br NaH DMF Br N
铃木章凭借研发“有机合成中的钯催化的交 叉偶联”与美国科学家理查德赫克、日本科 学家根岸英一共同获得2010年诺贝尔化学奖。
反应方程式
•
R1,R2=芳基,乙烯基,炔基
反应物
• Suzuki反应对官能团的耐受性非常好,反应物可以 带着-CHO、-COCH3、-COOC2H5、-OCH3、-CN、-NO2、 -F等官能团进行反应而不受影响。反应有选择性, 不同卤素、以及不同位置的相同卤素进行反应的活 性可能有差别,三氟甲磺酸酯、重氮盐、碘鎓盐或 芳基锍盐和芳基硼酸也可以进行反应。 • 另一个底物一般是芳基硼酸,由芳基锂或格氏试剂 与烷基硼酸酯反应制备。
反应背景
• 1979年,铃木研究组在两篇文章中报导了有机硼化 合物在碱的作用下,能与乙烯基或芳基卤化物在钯 的催化作用下发生偶联反应,碱活化了有机硼试剂, 形成的中间体促进了R从硼迁移到钯,这个反应后 来被扩展到烷基的反应。另外一个重大的发现,就 是芳基硼酸也能发生这个反应,在后来的例子中发 现活性更高或更弱的碱也能参与反应。 • 稳定而亲核性较弱的硼试剂能使这个反应更实用, 它无毒,在较温和的反应条件下进行,使它在制药 工业中广为流行。
Suzuki反应
Suzuki反应(铃木反应)铃木反应 - 简介Suzuki反应(铃木反应),也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的有机偶联反应,是在钯配合物催化下,芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。
通式:铃木反应 - 概述Suzuki反应对官能团的耐受性非常好,反应物可以带着-CHO、-COCH3、-COOC2H5、-OCH3、-CN、-NO2、-F等官能团进行反应而不受影响。
反应有选择性,不同卤素、以及不同位置的相同卤素进行反应的活性可能有差别,三氟甲磺酸酯、重氮盐、碘鎓盐或芳基锍盐和芳基硼酸也可以进行反应,活性顺序如下:R2-I > R2-OTf > R2-Br >> R2-Cl 另一个底物一般是芳基硼酸,由芳基锂或格氏试剂与烷基硼酸酯反应制备。
这些化合物对空气和水蒸气比较稳定,容易储存。
Suzuki反应靠一个四配位的钯催化剂催化,广泛使用的催化剂为四(三苯基膦)钯(0),其他的配体还有:AsPh3、n-Bu3P、(MeO)3P,以及双齿配体Ph2P(CH2)2PPh2(dppe)、Ph2P(CH2)3PPh2(dppp)等。
Suzuki反应中的碱也有很多选择,最常用的是碳酸钠。
碱金属碳酸盐中,活性顺序为:Cs2CO3 > K2CO3 > Na2CO3 > Li2CO3 而且,加入氟离子(F−)会与芳基硼酸形成氟硼酸盐负离子,可以促进硼酸盐中间体与钯中心的反应。
因此,氟化四丁基铵、氟化铯、氟化钾等化合物都会使反应速率加快,甚至可以代替反应中使用的碱。
铃木反应 - 机理铃木反应示意图首先卤代烃2与零价钯进行氧化加成,与碱作用生成强亲电性的有机钯中间体4。
同时芳基硼酸与碱作用生成酸根型配合物四价硼酸盐中间体6,具亲核性,与4作用生成8。
最后8经还原消除,得到目标产物9以及催化剂1。
氧化加成一步,用乙烯基卤反应时生成构型保持的产物,但用烯丙基和苄基卤反应则生成构型翻转的产物。
suzuki偶联反应
Suzuki-Miyaura交叉偶联反应机理及其在有机合成中的应用学院:化学学院专业:有机化学学号:姓名:一、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应概念Suzuki 反应(铃木反应),也称作Suzuki 偶联反应、Suzuki-Miyaura 反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的有机偶联反应,是在钯配合物催化下,芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。
Z=Cl,Br,I自从1981年Suzuki 等报道了通过钯催化的有机硼化学物和卤代烃可以在很温和的条件下发生偶联反应制备不对称联芳烃以后,为芳-芳键的形成展开了一个新的领域[1]。
Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应被证明是目前制备联芳基及其衍生物最为广泛利用的方法,因为其具有很强的底物适应性及官能团耐受性,常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物,从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。
铃木章也凭借此贡献与理查德·赫克、根岸英一共同获得2010年诺贝尔化学奖。
二、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应机理Suzuki-Miyaura 交叉偶联的反应机理通常是一个普通的催化循环过程。
这个过程主要包括三个步骤:(1)氧化加成(oxidative addition) (2)转移金属化(transmetalation) (3)还原消除(reductive elimination)Ar-Pd-Ar 1Ar-ArPd(0)ArXArPdXArPdOHNaOHNaXB(OH)4ArB -(OH)3NaOHArB(OH)2氧化加成还原消除转移金属化ZB(OH)2BrZ+3% Pd(PPh 3)4Benzene, Na 2CO 3/H 2O首先,卤代芳烃与Pd(0)氧化加成后,与1mol 的碱生成有机钯氢氧化物中间物种,取代了键极性较弱的钯卤键,这种含有强极性的Pd-OH 的中间体具有非常强的亲电性;同时另1mol 的碱与芳基硼酸生成四价硼酸盐中间物种,具有非常强的富电性,有利于向Pd 金属中心迁移。
suzuki反应
1、Suzuki偶联反应Suzuki反应是在钯的催化下,使用有机硼酸作为亲核基团与卤代芳香化物进行的碳—碳交叉偶联反应。
1.1 Ni催化Suzuki偶联反应[24]1995年,Percec 等[1]首次报道了以1, 1′-二(二苯基膦)二茂铁(dppf)为配体的镍催化剂NiCl2(dppf)/Zn 可以催化各种磺酸芳基酯与苯硼酸的Suzuki 反应。
从此,各种Ni 催化的Suzuki反应文献陆续出现,与Pd催化剂相比,Ni催化剂价格便宜,比Pd催化剂稳定,对不活泼氯代芳烃有更好的催化活性,反应选择性好,是一种理想的Suzuki反应催化剂。
1.1.1催化卤代芳烃的Suzuki偶联反应1996年,Saito等[2]首次报道了NiCl2(dppf)/BuLi 可以有效催化氯代芳烃参与Suzuki反应。
并比较了NiCl2(dppf)和Pd( PPh3)4对各种氯代芳烃的催化效果。
结果显示,Ni催化剂对底物的电负性不如Pd敏感,使其更具有普遍的应用性。
Saito小组[4]认为NiCl2(dppf)作催化剂时应通过还原剂丁基锂(BuLi)或氢化二异丁基铝(DIBAH)得到Ni[0]来催化反应。
Indolese等[5]发展了该体系,以对氯苯甲醚与苯硼酸的偶联反应为模板,发现在二氧六环为溶剂、K3PO4为碱时,95℃下NiCl2(dppf)不用还原剂也可以催化该反应。
Miyaura等[6]发NiCl2(PPh3)2/PPh3在以甲苯为溶剂、K3PO4·n H2O为碱时,在80~100 ℃条件下也可以不用还原剂有效地催化Suzuki反应。
邻位或者对位有吸电基的氯苯,产率很高,这可能是因为吸电基加快了氧化加成和金属交换的速率。
以上介绍的Suzuki反应都在高温下进行,Hu等[3]发展了可以在室温下进行的Suzuki 反应,即用二-(环辛二烯)化镍Ni(COD)2或NiCl2(PPh3)2/n-BuLi作催化剂。
Suzuki反应铃木反应
S u z u k i反应铃木反应集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]Suzuki反应(铃木反应)铃木反应 - 简介Suzuki反应(铃木反应),也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的,是在配合物催化下,或的或与、、代或发生交叉偶联。
通式:铃木反应 - 概述Suzuki反应对官能团的耐受性非常好,反应物可以带着-CHO、-COCH3、-COOC2H5、-OCH3、-CN、-NO2、-F等官能团进行反应而不受影响。
反应有选择性,不同、以及不同位置的相同卤素进行反应的活性可能有差别,三氟甲磺酸酯、重氮盐、或芳基锍盐和也可以进行反应,活性顺序如下:R2-I > R2-OTf > R2-Br >> R2-Cl 另一个底物一般是芳基硼酸,由芳基锂或格氏试剂与反应制备。
这些化合物对空气和水蒸气比较稳定,容易储存。
Suzuki反应靠一个四配位的钯催化剂催化,广泛使用的为四()钯(0),其他的配体还有:AsPh3、n-Bu3P、(MeO)3P,以及双齿配体Ph2P(CH2)2PPh2(dppe)、Ph2P(CH2)3PPh2(dppp)等。
Suzuki反应中的碱也有很多选择,最常用的是。
碳酸盐中,活性顺序为:Cs2CO3 > K2CO3 > Na2CO3 > Li2CO3 而且,加入氟离子(F)会与芳基硼酸形成氟硼酸盐负离子,可以促进硼酸盐中间体与钯中心的反应。
因此,氟化四丁基铵、氟化铯、等化合物都会使反应速率加快,甚至可以代替反应中使用的碱。
铃木反应 - 机理铃木反应示意图首先卤代烃2与零价钯进行氧化加成,与碱作用生成强亲电性的有机钯中间体4。
同时与碱作用生成酸根型配合物四价硼酸盐中间体6,具亲核性,与4作用生成8。
最后8经还原消除,得到目标产物9以及催化剂1。
氧化加成一步,用乙烯基卤反应时生成构型保持的产物,但用烯丙基和苄基卤反应则生成构型翻转的产物。
Suzuki反应简介
Gereon Altenhoff, Richard Goddard, Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 3690 –3693
1) 带柔韧空间体积的氮杂环卡宾
1) 带柔韧空间体积的氮杂环卡宾
2) 带钯环的氮杂环卡宾
Oscar Navarro, Roy A. Kelly, III, and Steven P. Nolan J. AM. CHEM. SOC. 2003, 125, 16194-16195
2) 带钯环的氮杂环卡宾
2) 带钯环的氮杂环卡宾
3) 镍-菲咯啉催化体系
催化不活波的仲烷基溴代物和碘带物
Jianrong (Steve) Zhou and Gregory C. Fu J. AM. CHEM. SOC. 2004, 9,126(5), 1341
3) 镍-菲咯啉催化体系
4) 二烷基膦基联苯
2004/11/02
内容:
一、Suzuki反应简介 二、Suzuki反应新进展
1、催化体系 2、反应底物
一、Suzuki反应简介
1.Suzuki反应的问世
N. Miyaura, T. Yanagi, and A. Suzuki. Synth. Commun, 1981, 11(7), 513-519
.
一、Suzuki反应简介
2. Suzuki反应的机理
一、Suzuki反应简介
3. Suzuki反应的特点
1) 反应条件温和 2) 能容忍多种活性官能团 3) 对水不敏感 4) 硼酸毒性低
4. 存在的主要问题
氯代物,特别是空间位阻大的氯代物,反应难以进行
二、Suzuki反应新进展
1.催化体系
1) 带柔韧空间体积的氮杂环卡宾
suzuki反应
1、Suzuki偶联反应Suzuki反应是在钯的催化下,使用有机硼酸作为亲核基团与卤代芳香化物进行的碳—碳交叉偶联反应。
1.1 Ni催化Suzuki偶联反应[24]1995年,Percec 等[1]首次报道了以1, 1′-二(二苯基膦)二茂铁(dppf)为配体的镍催化剂NiCl2(dppf)/Zn 可以催化各种磺酸芳基酯与苯硼酸的Suzuki 反应。
从此,各种Ni 催化的Suzuki反应文献陆续出现,与Pd催化剂相比,Ni催化剂价格便宜,比Pd催化剂稳定,对不活泼氯代芳烃有更好的催化活性,反应选择性好,是一种理想的Suzuki反应催化剂。
1.1.1催化卤代芳烃的Suzuki偶联反应1996年,Saito等[2]首次报道了NiCl2(dppf)/BuLi 可以有效催化氯代芳烃参与Suzuki反应。
并比较了NiCl2(dppf)和Pd( PPh3)4对各种氯代芳烃的催化效果。
结果显示,Ni催化剂对底物的电负性不如Pd敏感,使其更具有普遍的应用性。
Saito小组[4]认为NiCl2(dppf)作催化剂时应通过还原剂丁基锂(BuLi)或氢化二异丁基铝(DIBAH)得到Ni[0]来催化反应。
Indolese等[5]发展了该体系,以对氯苯甲醚与苯硼酸的偶联反应为模板,发现在二氧六环为溶剂、K3PO4为碱时,95℃下NiCl2(dppf)不用还原剂也可以催化该反应。
Miyaura等[6]发NiCl2(PPh3)2/PPh3在以甲苯为溶剂、K3PO4·n H2O为碱时,在80~100 ℃条件下也可以不用还原剂有效地催化Suzuki反应。
邻位或者对位有吸电基的氯苯,产率很高,这可能是因为吸电基加快了氧化加成和金属交换的速率。
以上介绍的Suzuki反应都在高温下进行,Hu等[3]发展了可以在室温下进行的Suzuki 反应,即用二-(环辛二烯)化镍Ni(COD)2或NiCl2(PPh3)2/n-BuLi作催化剂。
反应铃木反应
Suzuki反应(铃木反应)铃木反应 - 简介Suzuki反应(铃木反应),也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的,是在配合物催化下,或的或与、、代或发生交叉偶联。
通式:铃木反应 - 概述Suzuki反应对官能团的耐受性非常好,反应物可以带着-CHO、-COCH3、-COOC2H5、-OCH3、-CN、-NO2、-F等官能团进行反应而不受影响。
反应有选择性,不同、以及不同位置的相同卤素进行反应的活性可能有差别,三氟甲磺酸酯、重氮盐、或芳基锍盐和也可以进行反应,活性顺序如下:R2-I > R2-OTf > R2-Br >> R2-Cl 另一个底物一般是芳基硼酸,由芳基锂或格氏试剂与反应制备。
这些化合物对空气和水蒸气比较稳定,容易储存。
Suzuki反应靠一个四配位的钯催化剂催化,广泛使用的为四()钯(0),其他的配体还有:AsPh3、n-Bu3P、(MeO)3P,以及双齿配体Ph2P(CH2)2PPh2(dppe)、Ph2P(CH2)3PPh2(dppp)等。
Suzuki反应中的碱也有很多选择,最常用的是。
碳酸盐中,活性顺序为:Cs2CO3 > K2CO3 > Na2CO3 > Li2CO3 而且,加入氟离子(F)会与芳基硼酸形成氟硼酸盐负离子,可以促进硼酸盐中间体与钯中心的反应。
因此,氟化四丁基铵、氟化铯、等化合物都会使反应速率加快,甚至可以代替反应中使用的碱。
铃木反应 - 机理铃木反应示意图首先卤代烃2与零价钯进行氧化加成,与碱作用生成强亲电性的有机钯中间体4。
同时与碱作用生成酸根型配合物四价硼酸盐中间体6,具亲核性,与4作用生成8。
最后8经还原消除,得到目标产物9以及催化剂1。
氧化加成一步,用乙烯基卤反应时生成构型保持的产物,但用烯丙基和苄基卤反应则生成构型翻转的产物。
这一步首先生成的是顺式的钯配合物,而后立即转变为反式的异构体。
含有羧基的suzuki反应
含有羧基的suzuki反应
【原创实用版】
目录
一、Suzuki 反应的概述
二、含有羧基的 Suzuki 反应
三、反应机理
四、反应的应用
五、总结
正文
一、Suzuki 反应的概述
Suzuki 反应是一种有机合成反应,主要用于构建碳 - 碳键。
它是由日本化学家 Suzuki 于 1967 年发现的,该反应具有反应条件温和、产率高、立体选择性好等特点,因此在有机合成领域具有广泛的应用。
二、含有羧基的 Suzuki 反应
含有羧基的 Suzuki 反应是指在反应过程中,至少有一个反应物或产物含有羧基 (-COOH)。
这种反应能够进行,是因为羧基对反应中间体的稳定性有影响,使得反应能够顺利进行。
三、反应机理
含有羧基的 Suzuki 反应的机理主要是通过以下步骤进行的:
1.钯催化剂与羧酸反应,生成钯 - 羧酸络合物;
2.络合物与有机硼酸反应,生成有机钯络合物;
3.有机钯络合物与另一分子有机硼酸反应,生成新的碳 - 碳键。
四、反应的应用
含有羧基的 Suzuki 反应在有机合成中有广泛的应用,尤其是在天然产物合成、药物合成等领域。
例如,通过该反应可以合成多种含有羧基的化合物,如羧酸、酯等。
五、总结
含有羧基的 Suzuki 反应是一种重要的有机合成反应,具有反应条件温和、产率高、立体选择性好等特点。
铃木反应
铃木反应,也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的有机偶联反应,零价钯配合物催化下,芳基或烯基硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。
该反应由铃木章在1979年首先报道,在有机合成中的用途很广,具强的底物适应性及官能团容忍性,常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物,从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。
Suzuki反应[1]对官能团的耐受性非常好,反应物可以带着-CHO、-COCH3、-COOC2H5、-OCH3、-CN、-NO2、-F等官能团进行反应而不受影响。
反应有选择性,不同卤素、以及不同位置的相同卤素进行反应的活性可能有差别,三氟甲磺酸酯、重氮盐、碘鎓盐或芳基锍盐和芳基硼酸也可以进行反应,活性顺序如下:R2-I > R2-OTf > R2-Br >> R2-Cl另一个底物一般是芳基硼酸,由芳基锂或格氏试剂与烷基硼酸酯反应制备。
这些化合物对空气和水蒸气比较稳定,容易储存。
Suzuki反应靠一个四配位的钯催化剂催化,广泛使用的催化剂为四(三苯基膦)钯(0),其他的配体还有:AsPh3、n-Bu3P、(MeO)3P,以及双齿配体Ph2P(CH2)2PPh2(dppe)、Ph2P(CH2)3PPh2(dppp)等。
Suzuki反应中的碱也有很多选择,最常用的是碳酸钠。
碱金属碳酸盐中,活性顺序为:Cs2CO3> K2CO3> Na2CO3 > Li2CO3而且,加入氟离子(F−)会与芳基硼酸形成氟硼酸盐负离子,可以促进硼酸盐中间体与钯中心的反应。
因此,氟化四丁基铵、氟化铯、氟化钾等化合物都会使反应速率加快,甚至可以代替反应中使用的碱。
基本因素SUZUKI cross coupling reaction 的基本因素总的来说可以分为下面几个部分,底物的活性简单的分类可以是:ArN2+X->>ArI>ArBr>ArCl>ArOTf≥ArOTs,ArOMe这里面常用的是卤代物,其中尤其是碘代和溴代最为常见,也是反应效果较好的。
铃木反应
铃木反应,也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的有机偶联反应,零价钯配合物催化下,芳基或烯基硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。
该反应由铃木章在1979年首先报道,在有机合成中的用途很广,具强的底物适应性及官能团容忍性,常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物,从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。
Suzuki反应[1]对官能团的耐受性非常好,反应物可以带着-CHO、-COCH3、-COOC2H5、-OCH3、-CN、-NO2、-F等官能团进行反应而Suzuki反应通式不受影响。
反应有选择性,不同卤素、以及不同位置的相同卤素进行反应的活性可能有差别,三氟甲磺酸酯、重氮盐、碘鎓盐或芳基锍盐和芳基硼酸也可以进行反应,活性顺序如下:R2-I > R2-OTf > R2-Br >> R2-Cl另一个底物一般是芳基硼酸,由芳基锂或格氏试剂与烷基硼酸酯反应制备。
这些化合物对空气和水蒸气比较稳定,容易储存。
Suzuki反应靠一个四配位的钯催化剂催化,广泛使用的催化剂为四(三苯基膦)钯(0),其他的配体还铃木反应示意图有:AsPh3、n-Bu3P、(MeO)3P,以及双齿配体Ph2P(CH2)2PPh2(dppe)、Ph2P(CH2)3PPh2(dppp)等。
Suzuki反应中的碱也有很多选择,最常用的是碳酸钠。
碱金属碳酸盐中,活性顺序为:Cs2CO3 > K2CO3 > Na2CO3 > Li2CO3而且,加入氟离子(F−)会与芳基硼酸形成氟硼酸盐负离子,可以促进硼酸盐中间体与钯中心的反应。
因此,氟化四丁基铵、氟化铯、氟化钾等化合物都会使反应速率加快,甚至可以代替反应中使用的碱。
编辑本段机理首先卤代烃2与零价钯进行氧化加成,与碱作用生成强亲电性的有机钯中间体4。
同时芳基硼酸与碱作用生成酸根型配合物四价硼酸盐中间体6,具亲核性,与4作用生成8。
SuzukiReaction
SuzukiReactionSuzuki 反应是指有机硼化物和有机卤代物及其衍生物的反应,该反应适用范围广、原料易得、后处理简单、反应收率高,是一种非常重要的形成碳碳键的方法。
下面就简单介绍下这类反应。
Suzuki反应的机理和大部分Pd催化的反应机理是一样的,零价钯启动、氧化加成、金属转移、还原消除。
第一步零价钯和卤代物氧化加成成为二价钯的一个络合物3,然后与活化的硼酸发生金属转移生成二价钯的络合物11,最后还原消除生成产物和零价钯,形成一个循环。
下面说一下反应的底物和各种试剂:1.一般硼酸及硼酸酯等多为芳基的(SP2杂化),近些年也有报导用烷基和烯丙基硼试剂的,但一般反应不好、重复性差,不过环丙基硼酸是个特例,反应还可以。
2.芳杂环2位的硼酸一般不是很稳定,比如吡啶2位、呋喃2位等。
3.另外一个片段是卤代物或者三氟甲磺酸酯(OTf),反应活性:I > OTf > Br >>Cl, 碘代物活性最好,氯代物活性最差。
4.卤代物一般都是芳环的,烷基的也有报道,但应用很局限。
对于芳卤而言,缺电子的环及其取代位置活性高,比如吡啶环大于苯环卤代物,吡啶的2位和4位大于3位,这是因为缺电子有利于第一步的氧化加成。
5.这类反应需要加碱,一般多用无机碱,比如碳酸钾、碳酸钠、磷酸钾、碳酸铯、氟化铯等,并且先把碱溶到水里加入比较好。
6.催化剂多用Pd(dppf)Cl2、Pd(PPh3)4、Pd(OAc)2、Pd2dba3 等,对于反应很差可以加一些富电子、大位阻的配体,比如Xphos等(富电子利于氧化加成、大位阻利于还原消除)。
7.该反应对氧气敏感,要控制无氧,但对水不敏感,往往还要加水。
溶剂多用二氧六环、四氢呋喃、甲苯等。
对反应结果的判断及其改进方法:1.底物不反应,要加强条件:提高温度、延长时间、加入配体(Xphos等)、换溶剂及催化剂等。
2.主要是脱卤副产物,要降低反应温度,一般降低温度能较好地抑制脱卤。
suzuki偶联反应
Suzuki-Miyaura交叉偶联反应机理及其在有机合成中的应用学院:化学学院专业:有机化学学号:姓名:一、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应概念Suzuki 反应(铃木反应),也称作Suzuki 偶联反应、Suzuki-Miyaura 反应(铃木-宫浦反应),是一个较新的有机偶联反应,是在钯配合物催化下,芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。
Z=Cl,Br,I自从1981年Suzuki 等报道了通过钯催化的有机硼化学物和卤代烃可以在很温和的条件下发生偶联反应制备不对称联芳烃以后,为芳-芳键的形成展开了一个新的领域[1]。
Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应被证明是目前制备联芳基及其衍生物最为广泛利用的方法,因为其具有很强的底物适应性及官能团耐受性,常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物,从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。
铃木章也凭借此贡献与理查德·赫克、根岸英一共同获得2010年诺贝尔化学奖。
二、Suzuki-Miyaura 交叉偶联反应机理Suzuki-Miyaura 交叉偶联的反应机理通常是一个普通的催化循环过程。
这个过程主要包括三个步骤:(1)氧化加成(oxidative addition) (2)转移金属化(transmetalation) (3)还原消除(reductive elimination)Ar-Pd-Ar 1Ar-ArPd(0)ArXArPdXArPdOHNaOHNaXB(OH)4ArB -(OH)3NaOHArB(OH)2氧化加成还原消除转移金属化ZB(OH)2BrZ+3% Pd(PPh 3)4Benzene, Na 2CO 3/H 2O首先,卤代芳烃与Pd(0)氧化加成后,与1mol 的碱生成有机钯氢氧化物中间物种,取代了键极性较弱的钯卤键,这种含有强极性的Pd-OH 的中间体具有非常强的亲电性;同时另1mol 的碱与芳基硼酸生成四价硼酸盐中间物种,具有非常强的富电性,有利于向Pd 金属中心迁移。
suzuki偶联反应
常用于反应的亲电试剂——卤代芳烃
1 吸电 子 基 有利于卤代芳烃与Pd(0)氧化加成
2 多卤代芳烃在反应中存在着明显的化学选择性
Suzuki反应中,卤代物的活性顺序为I>Br>Cl,碘代、溴代和氯代芳烃分 别在室温、80℃和135℃下,可与Pd(PPh3)4氧化加成,因此在多卤代物 中存在明显的活性选择性:
Suzuki反应的特点
1. 溶剂:在极性溶剂里此偶联反应的产率可以得到很大的 提高:DMSO≥ DMF > dioxane > toluene。 2. 碱:经过验证,KOAc是应用于这个反应最合适的碱,
其他的如K3PO4或K2CO3这些碱性略强的碱会进一步使原 料芳基卤发生自偶联反应的结果。
Suzuki反应的问世
日本北海道大学Akira Suzuki教授发现
B(OH)2 + Br 3% Pd(PPh3)4 Z Benzene, Na2CO3/H2O Z
N. Miyaura, T. Yanagi, and A. Suzuki. Synth. Commun, 1981, 11(7), 513-519
Bun H H + B(OH)2 Ph Br
Pd催化剂 碱
Bun Ph
+
Bun
Ph
“头”-“头”偶联
“头”-“尾”偶联
3. 催化剂:对于制备溴代物和碘代物相应的芳基硼酸酯,
Pd(dppf)Cl2一般可以得到很好的结果,又由于其具有易于 反应的后处理的优点,因此是实验室目前最常用的一类催 化剂。
4. 反应:在Suzuki芳基偶联反应中,通常要求芳基硼酸的量 相对于卤代芳烃过量10%,以保证应有的产率,因为脱硼作 用会造成芳基硼酸的损失,尤其是带吸电子的芳基硼酸这种 脱硼作用更为显著,有时候,将芳基硼酸转化为酯后再用于 偶联反应,可减少反应过程中硼酸的损失。
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关于Suzuki反应
1 Suzuki的详细介绍
自从1979年Suzuki等报道了通过钯催化的有机硼化学物和卤代烃可以在很温和的条件下发生偶联反应制备不对称联芳烃以后,为芳-芳键的形成展开了一个新的领域。
目前,Suzuki-Miyaura交叉偶联反应已逐渐成为现代有机合成中关于碳-碳键的生成的最为有效的方法之一。
最近十年来,Suzuki-Miyaura交叉偶联反应通常是在很温和的条件下,不受水以及很多官能团的影响,这种反应被大量用在实验室制备药物以及精细化工中合成大量的有用的有机中间体。
尽管还有别的方法如Heck偶联反应,Negishi偶联反应,Stille偶联反应,Himama 偶联反应,Sonogashira偶联反应和Kumuda偶联反应等也可以达到同样的目的。
但是Suzuki-Miyaura偶联反应被证明是目前制备联芳基及其衍生物最为广泛利用的方法,与其他钯催化的偶联反应相比,Suzuki-Miyaura偶联反应主要有以下几个优点:首先,反应条件相对较温和而且所用的各种硼酸及其衍生物相对于其他偶联反应中所用的有机金属试剂对环境是很稳定的,容易保存,也容易处理。
其次,反应的后处理很容易,且含硼副产物相对于别的有机溶剂容易除去,这对于工业生产来说是很有优势的。
再次,反应中所用到的硼试剂相对于很多的官能团(例如羰基,羟基,氨基等)都是很稳定的,这是由于硼原子的电负性(2.0)接近碳原子的电负性(2.5),而大大高于锂,镁以及大多数其他的过渡金属原子(电负性值介于0.85-1.75之间)。
最后,由于其使用的是低毒性的硼试剂并产生无毒的硼副产物,为用绿色化学合成碳-碳键提供了一条有效途径。
Suzuki-Miyaura交叉偶联的反应机理通常是被认为是一个普通的催化循环过程这个过程主要包括三个步骤,它们分别是:(1)氧化加成(oxidative addition);(2)转移金属化(transmetalation);(3)还原消除(reductive elimination)。
在这个循环过程中氧化加成通常被认为是反应的控制步骤,因此不难理解卤代芳烃反应速度的排列顺序是碘代芳烃>溴代芳烃>氯代芳烃。
当然,这个反应的活性很大程度上受到芳环上取代基性质的影响,即推电子基团与供电子基团以及空间位阻的影响。
通常来说,相同结构的卤代烃,芳环上的负电荷越强,空间位阻越大,则反应越慢。
当然还有其他方面的影响,如反应中所用的碱的碱性、催化剂的价态、配体以及所用的溶剂都对Suzuki-Miyaura交叉偶联反应有很大的影响。
下面我们举例来讨论各种条件对反应的影响。
在1944年,Wallow和Novak证明膦配体的阻滞在Suzuki-Miyaura交叉偶联反应限制催化效果中起到关键作用,他们证明温和的、有效的催化剂可以在没有膦配体的情况下进行反应,在他们的研究中证明了反应速率还与反应所在环境的PH值有很大的关系,例如他们用碳酸钾代替碳酸氢钾使得反应的速率有所提高。
在1944年Smith极其合作者对Suzuki-Miyaura交叉偶联反应进行了深入的研究,当他们在合成一种新的治疗高血压药的反应中,他们发现在Suzuki-Miyaura交叉偶联中所用的碱的PKa值接近于10(例如强碱碳酸盐)对反应有利,然而当使用碳酸氢盐时(PKa接近于6)反应将不是很好,考虑到苯硼酸的PKa值接近于8.8,他们认为当PH值为9时反应最佳。
苯硼酸将转化为三羟基苯硼酸盐,认为这种负离子比中性的硼酸更有利于反应。
Kinetic的研究证明了水的含量和碱的存在对提高硼酸的反应活性是必需的。
他们认为用1mol的水和1mol的碳酸盐在反应开始时产生对提高硼酸负离子是必要的。
Kinetic的研究证明了水的含量和碱的存在对提高硼酸的反应活性是必需的。
他们认为用1mol的水和1mol的碳酸盐在反应开始时产生对提高硼酸负离子是必要的.
最近,Suzuki在其前面所研究的烯烃偶联的基础上提出了另一个催化循环过程(如图1.3.4)。
这个机理在氧化加成和金属转换之间加入了配体交换的步骤。
这种催化循环的机理现在已经被广泛的接受了,主要是由于在这个催化循环中的几个有用的体都被分离出来了,而且鉴定了他们的结构。
2 Suzuki的应用领域
1)钯催化的芳基硼酸的自偶联合成对称芳烃
应用Suzuki-Miyaura交叉偶联反应的主要不足在于硼酸及其衍生物的制备不便。
通常有两种方法:(1)通过丁基锂等强碱和卤代衍生物反应生成相应的金属盐,然后与三烷基硼酸酯反应,然后酸解;(2)通过芳基格氏试剂与三烷基硼酸酯反应;得到的芳基硼酸酯经过酸解而得到芳基硼酸。
钯催化的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应并非用于合成对称性联芳基化合物,因为其他的方法通常比这种方法更有竞争力。
1994年Song和Worg成功的将自偶联应用于制备低聚物,他们利用呋喃硼烷在钯催化下发生自偶联反应。
在此反应中加入了二溴甲基芳烃,使得呋喃硼烷自偶联。
他们认为反应机理包括了一系列的氧化加成、金属转换作用以及还原消除等。
Moreno和Manas等报道了零价钯催化下的芳基硼酸可以转化为对称的联芳基化合物。
在所有的实例中都没有碱和溴甲烷基化合物存在,他们的研究还表明:吸电子强的取代基得到较低的产率而很多给电子集团(OMe)得到较高的产率,同时他们还观察到氧气可以加速反应。
他们的反应机理如图所示:
(2)芳基硼酸与卤代芳烃的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应\
自从1981年被Suzuki报道以后,Suzuki-Miyaura交叉偶联反应主要应用于不对称联芳烃的合成,在以为催化剂通过卤代芳烃和芳基硼酸的偶联反应得到了很多有趣的研究结果。
这些结果基本上可以分为两类:一是联苯基、联萘基及其衍生物的合成,二是含杂原子(如氮、氧、硫等)的联芳烃的合成。
1、不对称联芳烃的合成
Suzuki提出了这种类型的反应条件即用硼酸与卤代芳烃在化学计量的碱存在下Pd(0)为催化剂(通常以三苯基膦为配体)发生偶联反应,后来这种反应广泛应用于联苯、联萘的合成。
1995年,Tschierske等人应用这种方法成功的合成了带糖基的芳基化合物。
这种方法对许多敏感的基团,例如甲醛、硅烷都不受影响。
最近,Hird等人又通过Suzuki-Miyaura交叉偶联反应将7-碘吲哚满二酮合成了联芳氨酸。
2、含杂原子的联芳基合成
最近Suzuki-Miyaura交叉偶联反应也被大量的应用于合成含杂环原子联芳基化合物。
这类结构非常重要,因为它们常包含在大量的具有生物活性的天然药物和配体中。
早期吡咯的芳基化就是通过卤代芳烃与吡咯硼酸的偶联而实现的。
在直接从1-(苯磺酰基)-吡咯-2-硼酸中使用LDA处理被证明是无效的,2-吡咯和3-吡咯硼酸可以通过受保护的吡咯和卤代芳烃偶联可以得到较好的产率。
Suzuki-Miyaura交叉偶联反应也可被大量用于吲哚分子的芳基化。
虽然含氮原子化合物的芳基化由于其潜在的生物活性以及在配体方面的独特用途一直被作为一个研究的热点。
然而,最近一些含硫或氧原子的化合物的芳基化也逐渐引起一些研究者的兴趣。