ULLMANN
ULLMANN
82%
铜催化剂
C-N键形成反应
铜催化剂
C-S键形成反应
铜催化剂的优势
催化剂便宜易得,重要 的是 Cu物种比 较温和而且配体简单 ,独特的是它可以避免 Pd催化反应在发生还原消除时发生的β- H消 除反应,从而可以避免带 有β-H底物的副反 应的发生。此外,应用铜盐还可以避免 Pd等 过渡金属在反 应中引起的双键移位现象。
相转移催化剂
水/丙酮
微乳
在辛烷基酚基聚氧乙烯醚(10)微乳中添加离 子助表面活性剂四丁基氯化铵后,氯苯转化率提高 到100%,收率提高到98%。
液态CO2
Pd/C
水溶液中卤代芳烃的偶联一般采用Pd (0)作为催化剂,研究报道除了用Pd/C外, 也有用Pd/SiO2、Pd/MCM-41(介孔材料)和 Pd/Al-MCM-41-60(nSi/Al=60,改善催化剂的水 热稳定性) 。
铜催化剂的缺点
一般以Cu为催化剂的反应,需要在高温 和有机溶剂中进行,存在严重的环境问题。
钯催化剂
C-C键形成反应
钯催化剂
C-C键形成 反应机理
Reluctant:氢气或 氢原子产生剂 (如甲酸盐与 水、锌与水、 二氧化碳和水 与锌等)和氧化 还原氢原子转 移剂(如异丙醇、 苯等)等
钯催化剂
芳基卤代物
以液态二氧化碳为反应介质,不但活性 高的碘代芳烃和嗅代芳烃能够顺利的进行 Ullmann偶合反应,而且活性低的氯代芳烃也 能发生Ullmann偶合反应,同时可以减少反应 残余物对环境的危害。
芳基卤代物
在辛烷基酚基聚氧乙烯醚(10)微乳中添加离 子助表面活性剂四丁基氯化铵后,氯苯转化率提高 到100%,收率提高到98%。
金属催化剂
除了前面说到的铜(如Cu、CuI 及CuO)之外,镍(如双(1,5-环辛二 烯)镍及四(三苯基膦)镍)和钯(如 Pd/C及PdCl2)也能使芳香卤化物偶 联。
关于碳氮键构建的人名反应
关于碳氮键构建的人名反应人名反应是有机化学中一类重要的化学反应,以其发现者或首次报道者的名字命名。
碳氮键构建反应是指在有机分子中引入新的碳氮键。
1.库奥帕夫反应(Kumada-Corriu交叉偶联反应)库奥帕夫反应是碳氮键构建的一种经典方法,由日本化学家库奥帕夫(Kumada)于1972年首次报道。
该反应可使通过钯催化的交叉偶联反应,催化剂通常为[Pd(PPh3)4]。
反应中,氯化烃与有机卤化物经由钯催化,在碳氮键构建的过程中用于引入新的碳链。
这种反应广泛应用于天然产物合成和医药化学领域。
2.索巴克-霍菲曼反应(Schlosser modification of the Hofmann degradation)索巴克-霍菲曼反应是由法国化学家索巴克(Schlosser)和霍菲曼(Hofmann)于1977年首次报道的一种碳氮键构建反应。
该反应的目的是将有机化合物中的一个氨基基团替换为一个卤素基团。
反应中,溴苯与亚铁氰酸钠反应,生成二烷基氨基亚铁氰酸钠,在酸性条件下可经过脱烷基反应得到相应的酰胺。
这种反应对于合成含氨基有机化合物的功能化转化具有重要意义。
3.萨克霍夫反应(Sakurai-Hosomi碳氮键构建反应)萨克霍夫反应是由日本化学家萨克霍夫(Sakurai)和保住(Hosomi)于1984年首次报道的一种碳氮键构建反应。
该反应通过硅烷试剂和有机亚胺的反应,以钯催化构建碳氮键。
在反应中,硅烷试剂作为亲核试剂,与有机亚胺反应生成中间体,再与钯催化剂加成反应,形成碳氮键。
这种反应具有高效、高选择性和广泛适用性,被广泛应用于有机化学合成中。
4.伯明翰霍夫曼氨解反应(Birch-Hofmann氨解反应)伯明翰霍夫曼氨解反应是由澳大利亚化学家伯明翰(Birch)和霍菲曼(Hofmann)于1946年首次报道的一种碳氮键构建反应。
该反应以氯氰或溴氰作为亲核试剂,与有机胺发生核烯反应,生成相应的氯胺或溴胺。
乌尔曼偶联反应(C-N)
THE END
H. Zhang, Q.Cai, D. Ma, J. Org. Chem. 2005, 70, 5164
6.水合茚三酮 Jie Xu Tetrahedron Letters 49 (2008) 948–95
7. 8-羟基喹啉配体
(1)8 -羟基喹啉的催化活性比邻菲罗啉配体或 1,2 -二胺配体更高 (2)增加了少量的水做助溶剂大大加速了N -芳 基化r反应. Paul J. Reider JOC, Vol. 70, No. 24, 2005 10135-10138
Wanzhi Chen Tetrahedron 64 (2008) 4254-4259
二、乌尔曼反应---卤代苯与含氮杂环的反应
Wanzhi Chen Tetrahedron 64 (2008) 4254-4259
二、乌尔曼反应---卤代苯与含氮杂环的反应
3. 邻菲罗啉类配体
Stephen L. Buchwald JOC Vol. 72, No. 16, 2007 6190-6199
5. 氨基酸
N,N-取代甘氨酸
L-脯氨酸
H. Zhang, Q.Cai, D. Ma, J. Org. Chem. 2005, 70, 5164
机理 H. Zhang, Q.Cai, D. Ma, J. Org. Chem. 2005, 70, 5164
L-脯氨酸
相同条件下,N-甲基甘氨酸做配体在低于60 °C即可反应;L-脯氨酸需高于60 °C反应;N,N-二甲基甘氨酸在大于90°C时才能得到芳胺。 因此,配位能力顺序: N-甲基甘氨酸 > L-脯氨酸 > N,N-二甲基甘氨酸
目录:
一、乌尔曼反应简介 二、乌尔曼反应(卤代苯与含氮杂环的反应)-支持配体
Ulman苯偶联反应
3) 分子内的Ullmann反应 分子内的Ullmann反应可以用来合成多环化合物,为了 使反应能够顺利进行,通常使用碘代芳烃,且其邻位有 吸电子基团。
O O I C2H5 I C2H5 O Cu DMF,回流 C2H5 C2H5 O O O
90%
过渡金属催化的Ullmann反应
早期的Ullmann 反应中需要苛刻的反应条件(高温, 强碱当量的铜或者铜盐,较长的反应时间),而且产率 不高,导致了这个反应较难推广应用。在Ullmann反应 一百多年的发展过程中,化学家们发展了很多方法来克 服以上缺点。在钯和镍催化剂被发现和应用以后,人们 发现钯和镍具有反应条件温和、反应简单以及后处理简 单等优点
该方法操作简单安全, 不需要高压反应釜.反应机理 类似于直接提供氢气为还原剂的Pd/C 催化卤代芳烃偶合 反应.这一体系中利用锌与水反应当场生成氢气使二价 钯还原生成零价钯催化剂, 从而实现新的催化循环.
二价钯催化还原Ullmann 偶合反应:二价钯催化的Ullmann 类型的偶合的反应, 然而二 价钯并不能直接催化芳香卤的偶合, 因此它必须在化学计量的还原剂作用下使二价钯 转化为零价钯, 然后零价钯还原卤代芳烃发生偶合反应, 形成碳—碳键.
Ullmann反应研究的新进展
经过Ullmann反应不断研究发现,其不仅可以实现芳卤的偶联(C-C 键),还是形成C-N键、C-O键、C-S键的有效方法,通过Ullmann反应所生 成的芳基醚、芳基胺、芳基硫醚、烷基醚、烷基胺、烷基硫醚及其衍生物, 实现亲电性sp2碳与亲核试剂之间的直接偶联,被用来合成许多有机分子的 重要中间体,广泛应用于医药、农药、染料及有机导体、有机半导体等领 域中。反应的通式表示如下:
氰基化反应制备苯甲腈类化合物
芳卤的偶联(Ullmann反应)课件
(2)氧化加成/ 还原消除机理:
Cu X
Cu CuX
Cu
Cu
X
-CuX Cu
X
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反应活性讨论
1)不同芳卤对反应的影响 进行偶联反应的芳卤的活性次序为:ArI>ArBr>ArCl,
卤素的邻位有吸电子的基团存在时,Ullmann反应活 性提高。 2)不对称二芳基化合物的合成 如采用两种活性相差较大的卤代芳烃进行偶联,则可以 得到满意的不对称芳基化合物。通常为了减少活泼芳 卤的自身对称偶联,可使用活性较低的氯化物或溴化 物。为了保证不活泼卤代芳烃能顺利反应,则可使用 碘代的芳烃。
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过渡金属催化的Ullmann反应
早期的Ullmann 反应中需要苛刻的反应条件(高温, 强碱当量的铜或者铜盐,较长的反应时间),而且产 率不高,导致了这个反应较难推广应用。在Ullmann 反应一百多年的发展过程中,化学家们发展了很多方 法来克服以上缺点。在钯和镍催化剂被发现和应用以 后,人们发现钯和镍具有反应条件温和、反应简单以 及后处理简单等优点
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氰基化反应制备苯甲腈类化合物
Ullmann反应也已应用于卤代芳烃制备苯甲腈的氰基 化反应,在卤代芳烃的氰基化反应中,以Cu、Pd或Ni 等过渡金属络合物作催化剂催化反应。
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该方法操作简单安全, 不需要高压反应釜.反应机理 类似于直接提供氢气为还原剂的Pd/C 催化卤代芳烃偶 合反应.这一体系中利用锌与水反应当场生成氢气使 二价钯还原生成零价钯催化剂, 从而实现新的催化循 环.
ullmann偶联反应机理
ullmann偶联反应机理
乙酰胺活性化代表了一种常用的离子反应机理。
其中,Ullmann偶联反应由化学家Erich Ullmann于1990年提出,是一种金属催化的化学偶联反应,可以将乙酰胺类化合物基团迅速高效地与另一种具有活性基团的类似或不相似的化合物进行聚合,从而形成稳定的产物。
Ullmann离子偶联反应是极为复杂的,具有多步骤、多此结构变化和细微的反应过程变化。
一般来说,Ullmann偶联反应包括由催化金属离子所形成的三元离子中心,这种离子中心将乙酰胺类化合物和另一种具有活性基团的类似或不相似的化合物进行聚合,形成稳定的终点混合物,并产生新的后续反应。
Ullmann偶联反应可用于生产农药、胶状剂、工业制药和非饲养抗性调节剂等一系列具有工业应用的有机合成产物。
当乙酰胺类化合物作为发动机,催化金属离子作为反应催化剂,另一种具有活性基团的类似或不相似的化合物作为反应物时,Ullmann偶联反应就能够快速发展,这也是Ullmann偶联反应用于聚合反应的一个原因。
Ullmann偶联反应有助于改善乙酰胺活性化的反应性和效率,也有助于聚合各种活性组分,从而可以实现有机合成产物的大规模生产。
它在合成有机物中具有广泛的应用,被认为是一种潜在的、低毒、低成本的反应机理,它具有高灵敏度、高反应稳定性、高反应效率等优点,对生物活性物质的生产有重要的意义。
乌尔曼偶联反应(C-N)
THE END
8.苯并三唑 Ramesh Chandra Tetrahedron Letters 48 (2007) 4207–4210
经典的Ullmann反应一般需要剧烈的条件(高于200 °C),过量的Cu粉 催化。伴随着金属有机化学的发展,Ullmann反应的条件和适用范围得到 了扩展。比如,除了最常用的碘代芳烃,溴代芳烃、氯代芳烃也可用于反 应。催化剂除了Cu外,Ni催化的偶联也有报道。
Reaction conditions: bromobenzene (1.0 mmol), imidazole (1.5 mmol), K2CO3 (2.0 mmol), CuI (0.1 mmol), and ligand (0.1 mmol) in 3 mL of DMF at 110 C under N2 atmosphere for 24 h.
5. 氨基酸
N,N-取代甘氨酸
L-脯氨酸
H. Zhang, Q.Cai, D. Ma, J. Org. Chem. 2005, 70, 5164
机理 H. Zhang, Q.Cai, D. Ma, J. Org. Chem. 2005, 70, 5164
L-脯氨酸
相同条件下,N-甲基甘氨酸做配体在低于60 °C即可反应;L-脯氨酸需高于60 °C反应;N,N-二甲基甘氨酸在大于90°C时才能得到芳胺。 因此,配位能力顺序: N-甲基甘氨酸 > L-脯氨酸 > N,N-二甲基甘氨酸
H. Zhang, Q.Cai, D. Ma, J. Org. Chem. 2005, 70, 5164
6.水合茚三酮 Jie Xu Tetrahedron Letters 49 (2008) 948–95
7. 8-羟基喹啉配体
ullmann反应机理
ullmann反应机理Ullmann反应机理概述:Ullmann反应是一种重要的有机合成反应,以两个卤素化合物为起始物,在铜或铜盐的催化下发生偶联反应,生成芳香化合物。
这种反应机理在化学领域有着广泛的应用,尤其在有机合成、药物合成和材料科学等领域具有重要的地位。
反应机理:Ullmann反应的机理较为复杂,下面将简要介绍其主要步骤。
1. 活化步骤:铜盐与碱性溶剂反应生成铜盐的溶液,此时铜盐中的铜离子被溶剂络合,形成活化的铜离子。
活化的铜离子对于反应的进行起着重要的催化作用。
2. 基质激活:卤素化合物中的卤素原子被铜离子活化,形成活化的卤素中间体。
活化的卤素中间体具有较高的反应活性,易于发生偶联反应。
3. 偶联反应:经过活化的卤素中间体与另一个卤素化合物中的卤素原子发生偶联反应,形成芳香化合物。
在此过程中,卤素中间体与卤素化合物中的卤素原子之间形成化学键,同时铜离子也参与了反应过程。
4. 铜离子再生:在反应过程中,铜离子作为催化剂发挥作用,但不消耗。
因此,反应结束后,通过添加还原剂或氧化剂等方法,将铜离子再生,使其可以继续参与其他反应。
应用领域:Ullmann反应机理的研究和应用在有机合成领域具有重要的意义。
通过合理设计反应条件,可以合成各种具有特定结构和功能的芳香化合物,如药物分子、配合物、有机材料等。
此外,Ullmann反应机理也被广泛应用于构建碳-碳键和碳-氮键等键合的合成策略中。
优势和挑战:Ullmann反应机理具有一定的优势,如反应条件温和、底物适用性广泛、产率高等。
然而,该反应也存在一些挑战,如副反应的产生、反应底物的选择性和反应速率的控制等方面的问题。
因此,进一步的研究和改进仍然是必要的。
总结:Ullmann反应机理是一种重要的有机合成反应,通过铜催化下的偶联反应,可以高效地合成芳香化合物。
该反应机理在有机合成、药物合成和材料科学等领域有着广泛的应用前景。
然而,对于反应机理的深入理解和对反应条件的优化仍然是未来研究的重点。
偶联反应
——《百度百科》自由基偶联反应酯等羰基化合物在金属还原下,会形成双分子偶联产物(偶姻反应)。
例如:COOEt3OOHCOOEtCOOEt OHO 3芳基重氮盐与不饱和化合物在氯化亚酮的作用下,可以发生芳基化反应(Meerwein 反应)。
例如:PhN 2++OCOCH 3CH 337oCH 3CPhON 2+ Cl-O 2NOOOONO 235-45%+CuCl1924年Gomberg 和Bachmann 发现,芳香重氮盐在碱性条件下与其它芳香族化合物偶联生成联苯或联苯衍生物。
反应是通过自由基历程进行的。
N 2+Cl -+五、过渡金属催化偶联反应偶联反应(Coupling reaction )是两个化学实体(或单位)结合生成一个分子的有机化学反应。
狭义的偶联反应是涉及有机金属催化剂的碳-碳键生成反应,根据类型的不同,又可分为交叉偶联和自身偶联反应。
下面对各种偶联反应作简单介绍。
1)Wurtz-Fittig 反应1855年,法国化学家Wurtz 发现卤代烷和金属钠作用后,生成了含碳原子数增加1倍的烷烃。
上述反应对伯卤代烷较为适宜,叔卤代烷则形成烯烃。
反应可能形成有机钠中间体,属于S N 2历程。
例如:EtOOCI2Na, PhCH 3COOEtEtOOC德国化学家费提希用金属钠、卤代烷和卤代芳烃一起反应,得到了烷基芳烃,称为“武尔兹-费提希反应”。
本法收率较高,副产物容易分离,是一种重要的制备烷基芳烃方法。
2)Glaser 偶联反应1869年,Glaser 发现末端炔烃在亚铜盐、碱以及氧化剂作用下,可以形成二炔烃化合物。
例如:4O 260%3)Ullmann 反应Ullmann 偶合反应是有机合成中构建碳—碳键最重要的方法之一。
Ullmann 偶合反应首次报道1901年, 它通常是利用铜作为催化剂, 催化卤代芳烃发生偶合反应生成联苯及其衍生物。
一般反应式为:2 ArXPd(0)或Pd(II)X= Cl 、Br 、I Ar-Ar目前该反应的底物范围、反应条件以及催化剂等都有了较大的改进。
ullmann氨基化反应
ullmann氨基化反应Ullmann氨基化反应是一种重要的有机合成方法,它可以将芳香化合物中的卤素基团转化为氨基基团。
该反应是通过卤素化合物与氨化合物在存在金属催化剂的条件下进行的。
Ullmann氨基化反应最早由德国化学家Fritz Ullmann于1901年首次报道,后来被广泛应用于有机合成领域。
这种反应的机理复杂,但总体上可以分为三个步骤:磷化物的生成、磷化物与卤化物的反应以及产物的脱磷。
Ullmann氨基化反应的第一步是生成磷化物。
这通常是通过将磷化合物与金属催化剂在高温下反应而实现的。
金属催化剂可以是钯、铜、银等,它们能够促进磷化物的形成。
磷化物的生成是整个反应的关键步骤,它为后续的反应提供了必要的活性中间体。
接下来,磷化物与卤化物发生反应,形成芳香胺。
这个步骤是通过磷化物与卤化物之间的键合断裂与新键形成来实现的。
在反应过程中,金属催化剂起到了催化剂的作用,促使反应进行。
这一步骤的选择性很高,可以在不影响其他官能团的情况下实现氨基化。
产物的脱磷是通过加入酸性或碱性条件来实现的。
这个步骤的目的是将磷化物与产物分离,得到纯净的芳香胺。
酸性条件通常用于酸性酯的水解,而碱性条件则用于芳香醚的水解。
Ullmann氨基化反应具有许多优点。
首先,它是一种高选择性的反应,可以在芳香化合物中的特定位置进行氨基化。
其次,它可以用于合成具有复杂结构的分子,如药物和农药。
此外,该反应是一种环境友好的合成方法,因为它不需要使用有毒或有害的试剂。
然而,Ullmann氨基化反应也存在一些限制。
首先,该反应需要较高的反应温度和压力,这增加了实验的复杂性和成本。
其次,该反应对于一些含有敏感官能团的化合物不适用,因为它可能引起副反应或破坏这些官能团。
此外,该反应的反应速率较慢,需要较长的反应时间。
总的来说,Ullmann氨基化反应是一种重要的有机合成方法,它可以将芳香化合物中的卤素基团转化为氨基基团。
该反应的机理复杂,但通过金属催化剂的作用,可以实现高选择性的氨基化。
ullmann goldberg偶联反应机理
Ullmann-Goldberg偶联反应是一种重要的有机合成方法,可用于构建碳-碳键和碳-氮键。
它通常涉及两个芳基卤化物(如溴代芳烃)的偶联,形成新的碳-碳键或碳-氮键。
以下是Ullmann-Goldberg偶联反应的一般机理:
1. 活化步骤:首先,通过加入一个金属催化剂来活化芳基卤化物。
常用的金属催化剂包括钯(Pd)、铜(Cu)和银(Ag)。
这些金属能够与卤素原子形成配合物,提供反应所需的活化中间体。
2. 过渡态形成:在金属催化剂的存在下,芳基卤化物发生被活化,生成过渡态中间体。
这个过渡态中间体可以是Pd(0)或Pd(II)的配合物。
3. 芳环开裂:过渡态中间体经历芳环开裂,将芳基卤化物的一个芳环断裂,形成高度活化的芳基金属物种。
4. 偶联反应:在芳基金属物种的存在下,另一个芳基卤化物与之反应。
它可以是另一个芳基卤化物,也可以是含有亲核试剂的底物。
这个反应将形成新的碳-碳键或碳-氮键。
5. 金属催化剂再生:最后,在偶联反应完成后,金属催化剂通常会参与一系列还原步骤,重新生成活性金属物种,以便进行下一轮的反应。
需要注意的是,具体的Ullmann-Goldberg偶联反应机理可能会因底物和催化剂的不同而有所变化。
此外,还有其他相关的反应机制和变体,如Sonogashira偶联、Suzuki 偶联等。
1。
ullmann氨基化反应
ullmann氨基化反应Ullmann氨基化反应是一种重要的有机合成方法,可以将芳香化合物与胺基化合物反应,形成新的芳香胺化合物。
本文将详细介绍Ullmann氨基化反应的原理、反应条件以及反应机制。
一、Ullmann氨基化反应的原理Ullmann氨基化反应是通过芳香化合物上的卤素原子与胺基化合物发生取代反应,生成新的芳香胺化合物。
该反应可以在碱性条件下进行,常用的碱剂有碳酸钠、碳酸钾等。
二、Ullmann氨基化反应的反应条件1. 反应物:芳香化合物和胺基化合物,其中芳香化合物通常是含有卤素取代基的芳香化合物,如溴苯、氯苯等;胺基化合物可以是各种胺类化合物,如苯胺、二甲胺等。
2. 反应溶剂:常用的溶剂有N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷(DCM)等。
3. 碱剂:常用的碱剂有碳酸钠、碳酸钾等。
4. 反应温度:一般在室温下进行,也可以在加热条件下进行。
5. 反应时间:反应时间一般较长,需要几个小时到几天不等。
三、Ullmann氨基化反应的反应机制Ullmann氨基化反应的反应机制主要分为两步:芳香化合物的卤素原子离去和胺基化合物的亲核加成。
1. 芳香化合物的卤素原子离去:在碱性条件下,卤素原子与碱剂发生反应,形成相应的卤素离子。
然后,卤素离子与芳香化合物发生亲电取代反应,卤素原子离去,生成芳香碳正离子。
2. 胺基化合物的亲核加成:芳香碳正离子与胺基化合物发生亲核加成反应,胺基化合物中的氨基亲核攻击芳香碳正离子,形成新的碳-氮键,生成芳香胺化合物。
四、Ullmann氨基化反应的应用Ullmann氨基化反应在有机合成领域具有广泛的应用。
通过该反应可以合成各种芳香胺化合物,这些化合物在医药、农药、染料等领域具有重要的应用价值。
同时,该反应还可以用于合成具有特殊功能的有机分子,如荧光染料、金属有机框架等。
总结:Ullmann氨基化反应是一种重要的有机合成方法,可以合成各种芳香胺化合物。
该反应的原理是通过芳香化合物上的卤素原子与胺基化合物发生取代反应,生成新的芳香胺化合物。
铜催化卤代芳烃ullmannc-n偶联反应和水解反应研究
铜催化卤代芳烃ullmannc-n偶联反应和水解反应研究1. 什么是铜催化卤代芳烃Ullmann-C-N偶联反应铜催化卤代芳烃Ullmann-C-N偶联反应是一种有机合成方法,通过使用铜催化剂将卤代芳烃与氨基化合物(通常是胺)进行偶联反应。
这种反应可以在中性条件下进行,生成C-N键,从而构建芳香胺化合物。
这种反应对于有机合成领域非常重要,因为芳香胺化合物在医药、化学品和材料科学等领域具有广泛的应用。
2. 铜催化卤代芳烃Ullmann-C-N偶联反应的机理是什么铜催化卤代芳烃Ullmann-C-N偶联反应的机理是一个复杂的过程,涉及多个反应步骤。
首先,铜催化剂与卤代芳烃形成配合物。
然后,胺分子中的氮原子与卤代芳烃上的卤素形成中间体。
接下来,中间体被铜催化剂促使脱去卤素,并与胺分子发生亲电进攻反应形成Ar-N键。
最后,通过脱去配体,形成最终的芳香胺产物。
整个反应过程中,铜催化剂起到催化剂和氧化剂的作用。
3. 铜催化卤代芳烃Ullmann-C-N偶联反应有哪些优点铜催化卤代芳烃Ullmann-C-N偶联反应具有多个优点。
首先,这种反应方法具有高选择性,可以在芳烃分子中选择性地引入氨基基团而不影响其他功能团。
其次,反应条件温和,不需要高温或强酸碱条件,有利于可持续发展的绿色化学。
此外,铜催化剂具有较高的反应活性和广泛的底物适应性,可以应用于多种卤代芳烃和不同类型的氨基化合物。
所有这些优点使得铜催化卤代芳烃Ullmann-C-N偶联反应成为有机合成中的重要工具。
4. 铜催化卤代芳烃Ullmann-C-N偶联反应有哪些应用领域铜催化卤代芳烃Ullmann-C-N偶联反应在医药、化学品和材料科学等领域具有广泛的应用。
在医药领域,芳香胺化合物是许多药物分子的重要结构基元,通过铜催化卤代芳烃Ullmann-C-N偶联反应可以高效地合成这些关键结构。
在化学品领域,芳香胺化合物可以用作染料、涂料和高分子材料的前体。
在材料科学领域,通过铜催化卤代芳烃Ullmann-C-N偶联反应可以合成具有特定电子结构和光学性质的分子,用于有机电子器件和光电材料的制备。
乌尔曼偶联反应CN行业相关
4.催化剂
,
H N
Br
K2CO3
+ Br 170℃,11h,under
nitrogen
N
4
N
H N
I
CuI, K2CO3
1,10-phenanthroline,
+
120℃,24h,under
I nitrogen,in toluene
N
5
二、乌尔曼反应---卤代苯与含氮杂环的反应
5. 氨基酸
N,N-取代甘氨酸
L-脯氨酸
H. Zhang, Q.Cai, D. Ma, J. Org. Chem. 2005, 70, 5164
15
机理
H. Zhang, Q.Cai, D. Ma, J. Org. Chem. 2005, 70, 5164
16
L-脯氨酸
相同条件下,N-甲基甘氨酸做配体在低于60 °C即可反应;L-脯氨酸需高于60 °C反应;N,N-二甲基甘氨酸在大于90°C时才能得到芳胺。 因此,配位能力顺序: N-甲基甘氨酸 > L-脯氨酸 > N,N-二甲基甘氨酸
10
二、乌尔曼反应---卤代苯与含氮杂环的反应
Stephen L. Buchwald JOC Vol. 72, No. 16, 2007 6190-6199
11
12
4. ᵝ-酮酯 Weiliang Bao JOC 2007, 72, 3863-381637
Weiliang Bao JOC 2007, 72, 3863-386714
目录:
一、乌尔曼反应简介 二、乌尔曼反应(卤代苯与含氮杂环的反应)-支持配体
1
Ullmann反应(乌尔曼反应),又称“Ullmann联芳烃合成” 经典的Ullmann反应:芳香卤化物与铜共热发生偶联反应,得到联芳烃。
卤代苯ullmann反应活性的理论研究
卤代苯ullmann反应活性的理论研究本文以卤代苯Ullmann反应活性的理论研究为研究主题,旨在深入探讨该反应如何充分发挥其活性以及如何调控反应的活性以满足其在合成中的应用。
卤代苯Ullmann反应是众多反应中的一种,它是一种基于π-π反应的非常重要的化学反应,可在低温下实现卤素化学体系的有序生成。
在这种反应中,以醛、腈或氯化物芳香烃为原料,以少量有机卤素为催化剂,在20-80℃温度范围内,通过芳香π共轭体与受体之间的π-π反应,使芳香环上的官能团联系起来,从而合成多唑衍生物及其他复杂结构有机化合物,其具有广泛的应用价值。
卤代苯Ullmann反应活性取决于反应本身的结构及化学性质,常见的卤代苯Ullmann反应机理是由酸性的卤素催化的反应机理,而活性的元素通常为羟基和氨基,它们共同发挥作用使得芳环上的官能团缩合从而形成有机卤素。
为了充分发挥反应活性,应在反应条件上优化。
研究显示,卤代苯Ullmann反应活性受物质的温度、离子强度和酸碱度等因素的影响,其中温度与反应活性的关系最为显著,常温条件下活性最强。
其次,溶剂的选择也会影响反应活性,其中氯化溶剂和卤代苯Ullmann反应的活性最强。
另外,在卤代苯Ullmann反应中,如果添加有机碱可以抑制共轭烷基的反应从而影响反应活性,但也可以有效控制反应过程,从而增强反应活性。
此外,在卤代苯Ullmann反应中还有其他一些可以影响反应活性的因素,包括催化剂、活性组分的种类、比例等。
首先,催化剂的选择是十分重要的,一般采用碱型催化剂,这些催化剂可以增强反应的活性,从而提高反应的效率。
其次,活性组件的选择也是重要的,活性组件包括受体与醛或腈,选择活性组件及其相对于催化剂的比例可以有效更改反应活性,从而达到最优效果。
以上就是本文关于卤代苯Ullmann反应活性的理论研究。
从本文中可以看出,卤代苯Ullmann反应活性受多种因素的影响,多种因素可以有效地调控反应的活性,从而实现卤代苯Ullmann反应的有效合成。
卤代苯ullmann反应活性的理论研究
卤代苯ullmann反应活性的理论研究近年来,由于研究卤代苯Ullmann反应的发展,它已经成为合成有机物工业领域的一个新兴领域。
卤代苯Ullmann反应的活性和稳定性受到许多因素的影响,这些因素包括卤代苯单体、参与剂和反应条件。
因此,研究卤代苯Ullmann反应活性的理论研究显得尤为重要。
本文将从卤代苯Ullmann反应中参与剂、反应条件以及反应机理等不同角度出发,对卤代苯Ullmann反应活性的各种影响因素进行理论研究,以期对卤代苯Ullmann反应的活性机理有更深入的了解。
首先,参与的卤代苯单体的类型对卤代苯Ullmann反应的活性会有影响。
研究发现,低活化能的卤代苯单体参与反应后,反应的速率可以提高1-2个数量级,而活化能越高的卤代苯单体参与反应后,反应的速率越慢。
因此,有效地选择合适的卤代苯单体类型,可以显著提高卤代苯Ullmann反应的活性。
其次,反应条件也会影响卤代苯Ullmann反应的活性。
研究发现,当反应温度升高时,反应的速率变快,但当温度过高时反应的活性可能会降低。
此外,有关反应条件的控制也会影响卤代苯Ullmann反应的活性。
例如,当采用气体环境条件时,因气体的存在,会影响反应的活性和稳定性。
此外,从反应机理的角度出发,也可以研究卤代苯Ullmann反应活性的变化情况。
通常情况下,卤代苯Ullmann反应发生在三步路径中,即卤代苯单体发生nucleophilic aromatic substitution反应(SNAr),然后发生curtius和 Hofmann反应,最后发生deoxygenation环境中的外加源反应。
因此,可以从中探究卤代苯Ullmann反应的活性变化情况,尤其是反应的第一步和最后一步,因为他们会直接影响到整个反应的活性。
最后,通过对卤代苯Ullmann反应活性的理论研究,可以更好地掌握卤代苯Ullmann反应的活性,从而有效地进行合成。
目前,对卤代苯Ullmann反应活性的理论研究尚未完全展开,但是展望未来,它将会成为一个重要的技术,可以有效地控制卤代苯Ullmann反应的活性,促使反应有更好的效果。
ullmann二芳醚合成机理
ullmann二芳醚合成机理
Ullmann二芳醚合成是一种经典的有机合成方法,用于在两个芳环分子之间形成二芳醚化合物。
其机理如下:
1. 氯化芳烃的去氯化:首先,氯化芳烃(Ar-Cl)与碱金属(如钠)反应,生成相应的芳基金属(Ar-M),同时释放出氯化碱金属(MCl)。
2. 辐射光活化:通过辐射光的作用,芳基金属和茂金属络合物(通常为钌或铁的络合物)形成活化的基态金属中间体。
3. 活化金属中间体的配位:醚配体(如三乙胺)与活化金属中间体发生配位,形成配合物。
4. 钠离子的脱去:由于活化金属中间体的电荷需求,钠离子从活化金属中间体中脱去,生成高度电子富集的中间体。
5. 赋活基团的攻击:芳香族亲核试剂(如苯、溴苯等)进攻电子富集的中间体,形成C-O键,同时释放出苯和芳烃亲核试剂上的负电荷。
6. 金属中间体的还原:加入电子转移剂(如亚铁碳酸钠等),将活化金属中间体还原为金属中间体,同时释放出还原剂中的电子。
7. 氧换位:经过一系列的质子化和电子转移,金属中间体发生氧换位反应,生成目标二芳醚产物。
总结起来,Ullmann二芳醚合成机理是通过氯化芳烃的去氯化、辐射光活化、金属中间体配位、钠离子脱去、赋活基团的攻击、金属中间体还原和氧换位等一系列步骤实现的。
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(1)
(2)
℃
O
OK+ Br
Cu,180-210
(3)
在传统的 Ullmann缩合反应中,除了一些特殊底物,反 应一般都需要高温或强碱,有的则需要加入大量的催化剂或 使用大量的辅助配体,从而限制了该方法的适用范围及在工 业上的推广和应用。经过一个多世纪的发展,Ullmann 反应 的内涵已经得到了很大的扩展,目前Ullmann 反应还包括不 同价态的铜盐以及其它金属配合物(钯、镍等)诱导或催化 的偶联反应,具有反应条件温和、使用催化量金属催化剂和 对活性官能团有兼容性等优点,为合成联芳烃 ,N- 芳基化胺 和二芳基醚等提供了有效方法,在精细化学品、药物和有机 材料分子等合成中得到广泛的应用。
反应机理1自由基阴离子机理
反应机理2氧化加成/ 还原消除机理
1.碳-碳键形成反应
NO2
I
Cu,DMF,14O-150 ℃ 90%
NO2
O2N
I + CO2Me NO2
O2N
CO2Me
90%
NO2
分子内的Ullmann反应 分子内的Ullmann反应可以用来合成多环化合物,为了 使反应能够顺利进行,通常使用碘代芳烃,且其邻位 有吸电子基团。
Ns N H
CuI(2eq),DMSO
CsOAC,90 ℃
I N
Ns
CO2H
合成苯并氮杂 化的有效途径。
CO2H Cl &DMF,reflus
R=Cl,82% R=CO2H,62%
H N R
R
3.碳-氧键形成反应
在C-O键的形成方面,Ullmann反应广泛应用于二苯醚的合成。 二苯醚类化合物及其衍生物是很多具有生物活性的天然产物的基本 结构,比如:万古霉素、Chloropeptin I、Chloropeptin II 等,并且 是农药、医药、香料、颜料、染料和橡胶助剂等许多化工材料的重 要组成成分,在这些领域中有着广泛的应用,因此合成二苯醚类化 合物是制备这些天然产物及化工原料的关键一步。
除了铜、镍、钯及其他们的金属盐催化的 Ullmann 反 应以外,纳米金属、纳米金属合金、金属复合材料等催化 的Ullmann 反应在近年来也相继被报道。
微波辐射下的乌尔曼反应 与传统的加热相比,微波辐射加热具有快速提高 反应速率、操作简便、副产物少等优点。微波辐射在 乌尔曼反应中促进C-C、C-O和C-N键的形成得到重 要应用。
当卤代芳烃的对位上有强吸电子基团、酚钠的邻、对位有给电子基团时, 以较高产率得到二芳基醚。
4.碳-硫键形成反应 在众多具有药物活性的化合物中,芳基硫醚结构 是很常见的。因此,用Ullmann反应形成C-S键也引起 了化学家们的广泛关注,对该类反应的研究也比较多, 主要是芳基卤代物和烯基卤代物和硫酚的偶联,以及 芳基卤代物和磺酸盐的偶联上。
The End
谢谢!
O O I C2H5 I C2H5 O Cu DMF,回流 C2H5 C2H5 O O O
90%
2.碳-氮键形成反应
在Ullmann反应研究中,C-N键形成的研究最为系统、全面。氮源可以是酰 胺、胺、烯胺和氮杂类化合物,卤代物可以是碘代及溴代苯,在某些情况下, 氯代苯和酰胺也可以很好地反应。
I Br
5.碳-卤键形成反应
芳基或烯基(sp2碳)上的溴原子被碘取代是一个很 有用的反应,可以从较容易得到的溴代物制备活性较高的 碘代物。
Ullmann 反应的优化和发展
早期的乌尔曼反应有很大的局限性。后来,科学家们发现钯和镍应用于 其他偶联反应有显著的效果。与传统Ullmann反应相比,钯和镍催化的 Ullmann反应具有反应条件温和、后处理简单等优点,因此逐渐放弃了对传 统Ullmann反应的研究。但在钯和镍催化剂多年的研究过程中,化学家们发 现钯和镍催化剂同时存在很多缺点,钯催化剂价格昂贵、需要用不稳定且剧 毒的有机膦作配体,镍类化合物的毒性本身也很大。为了克服以上缺点,寻 找廉价并且低毒的有效催化剂,化学家们开始又对铜催化的Ullmann反应产 生了浓厚的兴趣。在铜催化的Ullmann反应中,Buchwald小组、Hartwig小组 和马大为小组做出了开创性工作,他们使用合适的配体、碱和溶剂,使反应 在温和的条件下即可进行,后处理简单;同时他们相应地扩展了应用范围, 如适用于带有富电子的、空间阻碍较大的或带敏感官能团的底物及其官能团 的兼容性,并从卤代芳烃拓展到含有重键的芳烃化合物的交叉偶联。这些研 究极大的推动了Ullmann反应的发展,引起人们的兴趣,并发表了许多关于 Ullmann反应改进的研究成果,这表明此领域已经成为最近几年的研究热点 之一,使得Ullmann反应进入了“后Ullmann化学时代”。
(Ullmann反应)
(乌尔曼反应)
化学111 陈晶娜 16
反应背景
1901年,德国化学家F.Ullmann报道了硝基溴苯与过量铜 粉在高温下脱卤偶联生成联芳烃的反应式(1),这是形成芳 -芳键的最重要的方法之一。1903年,他又报道了铜诱导的邻 氯苯甲酸与溶剂量苯胺偶联生成二芳基胺的反应式(2)以及 铜诱导酚钾盐与溴苯偶联反应生成二芳醚的反应(3)。其后, 人们将以上几种类型的反应成为Ullmann反应。