钯催化的插羰反应-060410
钯催化交叉偶联反应
钯催化交叉偶联反应什么是钯催化交叉偶联反应？钯催化交叉偶联反应(Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reaction)是一种重要的有机合成反应。
它是一类碳-碳键构造的反应，是通过将两种不同的碳基官能团或碳碳键连接在一起，以形成新的C-C化合物。
反应机理在钯催化交叉偶联反应中，两个分子的有机基团进行偶联，然后由钯离子起催化作用，生成新的碳碳键。
催化剂形式上是Pd(0)配合物，反应机理如下：1.钯催化剂先通过脱对氢化学计量通常分配Pdcatalyst (I)。
2.钯催化剂进一步和配体形成配合物(PdL2)。
3.配合物和卤代烃发生交换生成过渡态PdL2(RX)。
过渡态中，钯离子与亲电吸引剂的卤素原子形成键；此过程中C-X钩体断裂，形成第一级碳中间体。
4.结合第二个有机基团生成PdL2(RY)介于新的物种。
5.最后的反应产物通常通过还原反应，将钯催化剂还原为Pd(0)。
应用钯催化交叉偶联反应已经成为有机合成中的重要反应之一，广泛应用于制药、化工、材料科学等领域。
其重要应用包括:•制备非对映选择性或对映选择性的C-C连接化合物。
•制备有机材料。
•合成复杂天然产物的合成方法研究。
反应类型钯催化交叉偶联反应可以根据反应物和类型进行分类。
最常用的交叉偶联反应类型是官能团反应 (Functional Group Coupling) 和碳-碳双键偶联反应 (Carbon-Carbon Double Bond Coupling)，这些反应分类包括下列:1.骨架化反应 (Fragmentation Reaction)2.偶联反应 (Cross-Coupling Reaction)3.代换反应 (Substitution Reaction)4.重排反应 (Rearrangement Reaction)反应优点由于钯催化交叉偶联反应具有高效性、选择性、重复性和收率高的特点，它已经成为有机化学领域极为重要的反应之一。
pd催化下插羰基反应
pd催化下插羰基反应催化剂在有机合成中扮演了非常重要的角色，如铂、钯等金属催化剂已被广泛应用于有机反应中。
其中，钯催化剂在插入羰基反应中显示出了良好的催化活性。
插入羰基反应是一类关键的有机反应之一，其产物通常是含有新碳-碳键和碳-氧键的中间体，这些中间体可以进一步进行官能团转移反应，从而得到复杂分子化合物。
本文将重点阐述Pd催化下的插羰基反应。
1.反应机理Pd催化下的插羰基反应可以分为两步反应机理：第一步是Pd和羰基生成Pd(0)-羰基配合物，第二步是Pd(0)-羰基配合物进一步插入到有机物中，生成插入产物。
反应的机理主要取决于底物的结构和反应条件。
当底物是铃腈或芳香醛时，插入反应通常发生在Pd(0)-羰基配合物的α位，生成一个碳-碳键和一个碳-氧键，产物是羧酸酯。
当底物是环己酮或羧酸酯时，插入反应通常发生在Pd(0)-羰基配合物的β位，生成含有新碳-碳键和碳-氧键的五元环化合物。
2.催化剂体系在Pd催化下的插入反应中，催化剂体系是非常关键的。
催化剂的选择和反应条件直接影响反应的收率和选择性。
在Pd催化剂体系中，常用的配体有三苯基膦、三(叔丁基膦)、二苯基甲酰胺、三(p-甲氧苯基)膦等。
这些配体都可以与Pd形成稳定的配合物，从而提高反应的催化活性和选择性。
同时，适当的反应条件也可以提高反应的效率和选择性。
例如，在乙腈-水溶液中得到了较好的反应结果。
3.反应条件Pd催化下的插羰基反应的条件较为灵活，一般情况下可以根据底物的结构和条件的不同进行调节。
在一般的反应条件下，反应通常在室温或微温下进行。
比如，在10-50 ° C 的条件下可以得到很好的反应效果。
但是当底物的结构较为复杂时，可以采用高温反应条件，例如，在110°C反应6h可以得到较好的反应结果。
同时，在反应过程中添加碱性物对于提高反应的效率和选择性也有一定的作用。
比如，在反应过程中添加氢氧化钠可以有效提高反应的收率和选择性。
插羰反应机理
插羰反应机理
插羰反应是一种常见的有机合成反应，通过在羰基化合物中插入羰基碳-碳双键，实现新碳-碳键的构建。
本文将从反应机理、反应条件和应用领域等方面进行介绍。
插羰反应的机理可以分为三个步骤：亲核进攻、质子转移和消除反应。
首先，亲核试剂攻击羰基碳，形成一个中间体。
然后，在质子转移的作用下，中间体发生重排，生成新的羰基化合物。
最后，通过消除反应，新的碳-碳双键形成，产生所需的产物。
插羰反应的反应条件通常需要一定的温度和反应时间。
温度的选择需要考虑反应物的稳定性和反应速率的平衡。
通常，反应温度在室温到高温范围内。
反应时间也需要根据具体反应物和反应条件进行调整，以保证反应的完全进行。
插羰反应在有机合成中具有广泛的应用领域。
首先，它可以用于构建新的碳-碳键，从而实现有机分子结构的多样性增加。
其次，插羰反应还可以用于合成具有特定活性的有机化合物，如药物分子、农药分子等。
此外，插羰反应还可以用于构建环状化合物，从而实现特定结构的合成。
总结起来，插羰反应是一种重要的有机合成反应，通过在羰基化合物中插入羰基碳-碳双键，实现新碳-碳键的构建。
插羰反应的机理包括亲核进攻、质子转移和消除反应。
反应条件需要适当的温度和
反应时间。
插羰反应在有机合成中具有广泛的应用领域，可以用于构建新的碳-碳键和合成具有特定活性的有机化合物。
钯催化的偶联反应和脱羰基化偶联反应用于合成杂环化合物的开题报告
钯催化的偶联反应和脱羰基化偶联反应用于合成杂环化合物的开题报告一、研究背景杂环化合物是具有重要生物活性和药理活性的有机分子之一。
在合成杂环化合物的过程中，钯催化的偶联反应和脱羰基化偶联反应是常用的重要方法之一。
在这两种反应中，钯金属催化剂能够通过亲核取代反应、氧化加成反应、还原消除反应等多种途径实现杂环化合物的构建。
通过钯催化合成杂环化合物可以提高化合物的生物利用度，从而实现设计和发现新的药物。
二、钯催化偶联反应钯催化偶联反应是由钯金属催化剂催化的有机合成反应。
这种反应可以将两个具有亲电性的反应物进行偶联反应，并形成新的化学键。
钯催化偶联反应可以用于构建碳-碳、碳-氮、碳-硫、碳-氧等各种类型的化学键。
在钯催化偶联反应中，常见的反应类型包括Suzuki偶联、Stille偶联、Heck偶联、Negishi偶联等。
苯基取代物、芳基卤化物、膦化合物、乙烯基化合物是钯催化偶联反应中常见的反应底物。
三、钯催化脱羰基化偶联反应钯催化脱羰基化偶联反应是通过钯金属催化剂催化的羰基化合物的去除羰基团和与其他底物发生偶联反应而构建新化学键的反应。
这种反应广泛应用于不对称合成、卡宾化合物的制备和天然产物的全合成中。
在钯催化脱羰基化偶联反应中，常用的反应底物包括羰基化合物，硫醇和芳香醛酮类化合物。
通过钯催化脱羰基化偶联反应，可以有效地构建含有杂环结构的化合物。
四、总结钯催化的偶联反应和脱羰基化偶联反应是合成杂环化合物的重要方法，能够实现杂环化合物的高效合成。
这些反应已经证明在合成许多具有生物活性的天然产物和药物中是非常有效的。
因此，这些反应的发展与应用具有重要的理论和实践意义。
钯催化的α-重氮羰基化合物的反应研究的开题报告
钯催化的α-重氮羰基化合物的反应研究的开题报告题目：钯催化的α-重氮羰基化合物的反应研究一、研究背景与意义α-重氮羰基化合物是一类重要的有机合成中间体，广泛应用于药物合成、天然产物全合成、高分子材料等领域。
传统的合成方法主要依赖于有机漆酶的催化下进行的重氮化反应，但这种反应存在着手性控制难度大、选择性较差等一系列问题。
因此，寻找一种高效、选择性好的方法成为一个热点问题。
近年来，钯催化的α-重氮羰基化合物的反应逐渐成为重视研究的方向。
该反应具有高效、温和、选择性好等特点，因此在有机合成领域有极大的应用前景。
本研究旨在探究钯催化的α-重氮羰基化合物的反应机理和反应条件，为拓展该反应应用范围提供帮助。
二、研究内容1、钯催化的α-重氮羰基化合物的反应机理研究；2、不同官能团对反应的影响研究；3、优化反应条件，寻找最佳反应温度、反应时间等参数；4、利用该反应合成具有生物活性的化合物，并对其进行分析表征。
三、研究方法1、合成不同结构类型的α-重氮羰基化合物作为反应物；2、钯催化下进行反应，通过NMR、红外光谱、高效液相色谱等手段对反应产物进行表征和分析；3、根据实验结果进行反应机理和优化条件的研究。
四、预期成果1、得出钯催化的α-重氮羰基化合物的反应机理；2、探究不同官能团对反应的影响；3、优化了反应条件，得出最佳反应温度、反应时间等参数；4、成功合成了具有生物活性的化合物，并得出其性质。
五、研究意义本研究的意义在于对钯催化的α-重氮羰基化合物的反应进行深入研究，同时将其应用于化学合成中的重要领域。
该研究成果将为以后有机合成中间体的合成提供新思路和途径，并对提高化学合成的效率和环保性方面具有一定的推动作用，具有重要的理论和实际应用价值。
药明康德--钯催化的插羰反应-060410
经典化学合成反应标准操作钯催化的插羰反应编者：钱占山药明康德新药开发有限公司化学合成部Contents1．前言...........................................................................2-3 2．插羰反应制备羧酸及其衍生物.......................................4-15 3．插羰反应制备羧酸实验操作..........................................15-16 4．插羰反应制备羧酸酯实验操作....................................16-19 5．插羰反应制备酰胺实验操作.......................................19-20 6．插羰反应制备醛 (20)7．插羰反应制备醛实验操作………………………………………21-22 8．插羰反应制备酮………………………………………22-30 9．插羰反应制备酮实验操作………………………………………30-311. 前言在有机合成中，钯催化的反应是一类特别有用的反应，它提供了一种形成碳-碳键的独特的方法。
这类反应的优点：1、不需要加入其他氧化剂催化；2、只需催化量的钯催化剂。
钯催化的插羰反应是这类反应中应用最为广泛的反应之一，在这里我们将重点介绍它。
众所周知，在格氏反应中单质镁金属与带有sp3杂化碳原子的有机卤化物（烷基卤化物）反应要比带有sp2杂化碳原子的有机卤化物（芳基和烯基卤化物）反应更容易。
而与此相反，钯的络合物与含有sp2杂化碳原子的有机卤化物反应更容易。
换句话说，烯基和芳基卤化物非常容易与Pd(0)发生氧化加成反应，从而生成含有钯-碳б-键的络合物中间体1；然后，不饱和化合物（例如：烯烃、共轭二烯、炔烃和一氧化碳等）插入到钯-碳键之间；最后，经过还原消去或者β-氢消去反应生成相应的目标化合物。
钯催化交叉偶联反应
钯催化交叉偶联反应钯催化交叉偶联反应2010-10-26 17：32钯催化交叉偶联反应摘要钯催化交叉偶联反应是一类用于碳碳键形成的重要反应，在有机合成中应用十分广泛。
钯催化交叉偶联反应-简介为制造复杂的有机材料，需要通过化学反应将碳原子集合在一起。
但是碳原子在有机分子中与相邻原子之间的化学键往往非常稳定，不易与其他分子发生化学反应。
以往的方法虽然能令碳原子更加活跃，但是，过于活跃的碳原子却又会产生大量副产物。
而用钯作为催化剂则可以解决这个问题。
钯原子就像"媒人"一样，把不同的碳原子吸引到自己身边，使碳原子之间的距离变得很近，容易结合--也就是"偶联"。
这样的反应不需要把碳原子激活到很活跃的程度，副产物比较少，因此更加精确而高效。
赫克、根岸英一和铃木章通过实验发现，碳原子会和钯原子连接在一起，进行一系列化学反应。
这一技术让化学家们能够精确有效地制出他们需要的复杂化合物。
钯催化交叉偶联反应-应用如今，"钯催化交叉偶联反应"被应用于许多物质的合成研究和工业化生产。
例如合成抗癌药物紫杉醇和抗炎症药物萘普生，以及有机分子中一个体格特别巨大的成员--水螅毒素。
科学家还尝试用这些方法改造一种抗生素--万古霉素的分子，用来灭有超强抗药性的细菌。
此外，利用这些方法合成的一些有机材料能够发光，可用于制造只有几毫米厚、像塑料薄膜一样的显示器。
科学界一些人士表示，依托"钯催化交叉偶联反应"，一大批新药和工业新材料应运而生，这三名科学家的科研成果如今已经成为支撑制药、材料化学等现代工业文明的巨大力量。
钯催化交叉偶联反应-诺贝尔奖2010年10月6日在瑞典皇家科学院举行的新闻发布会上，瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克首先宣读了获奖者名单。
他说，赫克、根岸英一和铃木章在"钯催化交叉偶联反应"研究领域作出了杰出贡献，其研究成果使人类能有效合成复杂有机物。
钯催化下的交叉偶联反应
金属催化剂钯的交叉偶联反应摘要:金属钯催化剂具有无可替代的催化活性和选择性，钯催化交叉偶联反应是一类用于碳碳键形成的重要化学反应，在有机合成中应用十分广泛。
本文综合概述了钯催化交叉偶联反应的原理和发展，简单介绍了它的应用领域。
关键词:钯催化剂；交叉偶联反应；赫克反应；铃木反应；根岸反应Abstract：Metal palladium catalyst has irreplaceable catalytic activity and selectivity, palladium catalyzed cross-coupling reaction is a kind of important chemical reaction for the formation of carbon-carbon bonds, are widely used in organic synthesis.The paper summarizes the palladium-catalyzed cross-coupling reaction principle and development of simple and introduces its application field.Key words：Palladium catalyst.Cross-coupling reaction;Heck reaction;Suzuki reaction;Negishi reaction0引言碳是构筑有机物和生命的基本材料，通过在“碳骨架”上嫁接其他功能性“化学模块”，有机物和生命体方才表现出千变万化的特质。
化学家，特别是有机化学家们要做的，就是以人工手段，将各种物质分子以碳化合物“裁剪”、“缝合”，创造出自然界所不存在的新物质。
但是要“裁剪”碳并不简单。
碳原子非常稳定，它们之间要联接起来，必须要找到一种让碳原子活跃起来的方法。
2010年度的三位获奖化学家，就是利用钯来作为催化剂。
金属钯催化的碳-碳偶联反应
金属钯催化的碳-碳偶联反应中文在有机化学中，C-C键的形成是有机合成研究的重要内容，而纳米过渡金属催化的偶联反应则是形成C-C键的一种有效手段。
在经典的纳米过渡金属催化的C-C偶联反应的基础上，我们不断寻找新的催化剂，优化反应体系，以期使传统的C-C偶联反应达到更好的效果。
本文中，我们采用一种新的磁性纳米Pd/Fe3O4/s-G催化剂，利用一锅法从芳胺衍生物出发，通过对反应条件的优化，分别采用亚硝酸叔丁酯和BF3•Et2O为重氮化试剂和添加剂，在甲醇溶剂中保持60 ℃反应5小时，经过重氮化/Suzuki偶联反应，成功实现了芳胺与芳基硼酸衍生物的交叉偶联反应。
该反应是对经典Suzuki反应的有益补充，同时也为联芳基类化合物的形成提供了新的论文方法。
与此同时，我们对新的磁性纳米Pd催化剂的循环实验进行了研究，结果表明，该催化剂能够重复使用4次并且保证催化效率基本不变，且易于通过磁性分离进行回收。
近几年来，非活性的C-H键官能化反应一直是有机化学中的研究热点。
虽然在C-H活化方面各国的研究学者已经取得了很大进展，但是将C-H键直接转化成C-C、C-X、C-N、C-O、C-S 键等，仍然是具有挑战性的课题。
虽然已有多种官能团被用于导向的C-H键活化，但Pd催化的以乙酰基为导向基团的C-H活化反应目前仅有过一例报道。
在本文中，我们以芳香酮类化合物和烯烃为底物，以Pd(OAc)2为催化剂，Cu(OAc)2•H2O为氧化剂，完成了酰基邻位sp2 C-H键活化氧化Heck反应。
该反应是导向的氧化C-H官能化反应的一个新的发展。
译文In the field of organic chemistry, the formation of C-C is an important content of organic synthesis, while the nano transition-metal-catalyzed cross-couplings are the effective measures of the formation of C-C. In the basement of classical C-C cross-couplings, we keep looking for new catalysts and optimizing reaction systems in order to make traditional C-C cross-couplings to achieve better effect. In this article, a new, magnetic Pd/Fe3O4/s-G-catalyzed one-pot diazotization/cross-coupling of anilines and arylboronic acids has been developed. Through the on-going optimation of our reaction, we at last choose tBuONO as diazo reagent and BF3•Et2O as the additive. The experiments are conducted in MeOH at sixty degrees celsius and the reaction time is five hours. This process complemented the traditional Suzuki cross-couplings and provided a more economic approach for the preparation of biaryl products. At the same time, we have also studied the cycle test of our new catalyst. It turned out that this kind of catalyst can be reused four times and the effect is largely unchanged. The recycling of the catalyst is very convenient through magnetic separation. In recent years, the activation of inact C-H has been the researchfocus of organic chemistry. Although there has been great progress on the activation of C-H around the world, we still face huge challenges in transforming C-H to C-C, C-X, C-N, C-O, C-S directly. There is only one case of Pd-catalyzed reactions about the activation of C-H with acetyl as the directing group though a lot of functional groups have been used in directed C-H activation. In this article, Pd(OAc)2 and Cu(OAc)2•H2O are served as the catalyst and oxidant separately. We use aromatic ketone derivatives and olefins as our reaction substrates and achieve the ortho-activation of sp2 C-H and oxidative Heck reaction smoothly. This is a new development of directed and oxidative functionalization of C-H.。
常压[1atm]钯催化插羰反应
![常压[1atm]钯催化插羰反应](https://img.taocdn.com/s3/m/8888f42715791711cc7931b765ce05087632759a.png)
常压[1atm]钯催化插羰反应
实验室中钯催化卤代芳烃，CO和亲核试剂的插羰反应是制备酯，Weinreb酰胺，酰胺类羧酸衍生物的实用和重要方法。
一般情况下，我们一般在高压条件下操作该反应，压力较大安全需要考虑，而且操作也不是很方便。
2008年，Stephen L. Buchwald团队报道了Pd(OAc)2/Xantphos体系催化的溴代芳烃在常压下的插羰反应，高效制备了一系列的酯，Weinreb酰胺，酰胺类羧酸衍生物。
作者首先考察了各种溴代芳烃与N,O-二甲基羟胺盐酸盐的反应，溴代芳烃底物普适性非常广，不管是杂环芳烃还是普通苯环芳烃都能取得不错的产率。
此外，苯环上的官能团兼容性也良好，像缩醛，氰基等都能很好的保留。
很多时候我们设计路线的时候，往往会先制备酯，再水解为酸，再缩合，三步反应制备酰胺。
其实，我们可以尝试，溴代芳烃直接插羰制备酰胺，只要一步反应，效率和原子经济性都提高很多。
本文催化体系在这一块也能取得不错的催化效果。
当然了插羰反应肯定少不了酯了，效果也不错。
参考文献：J. Org. Chem.2008, 73, 7102–7107。
钯催化的碳-碳偶联反应研究简介
钯催化的碳-碳偶联反应研究简介
陶凤
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2016(000)015
【摘要】在有机化学中,C-C键的形成是有机合成研究的重要内容,而过渡金属钯催化的偶联反应则是形成C-C键的一种有效手段.目前钯催化的偶联反应已在科研、医药生产等领域得到广泛应用.偶联反应的种类较多,文章主要内容是简单介绍过渡金属钯在以下几种碳碳偶联反应以及合成中的应用.
【总页数】1页(P61)
【作者】陶凤
【作者单位】四川化工职业技术学院,四川泸州 646005
【正文语种】中文
【相关文献】
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5.介孔碳负载钯催化剂的制备及其对 Sonogashira 偶联反应的催化性能研究磁
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钯铑手性配体化合物催化酰胺羰化反应
钯铑手性配体化合物催化酰胺羰化反应
2016-10-17 11:53来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
钯铑手性配体化合物催化酰胺羰化反应酰胺羰化反应以酰胺、醛、CO简单分子为起始原料，只需一步就可得到目的产物．反应原子理论转化率为100%，对环境不会造成任何负担，是经济效应和生态效应的有机结合，属于典型的原子经济型反应和绿色化学范例，具有广泛的工业应用前景．1971年，Wakamatsu首次报道了醛、酰胺和CO三组份在Co2(CO)8催化下一步合成N-酰基-α-氨基酸的酰胺羰化反应，反应需要较高的CO压力，适用底物的范围窄．上世纪九十年代，钯催化体系应用于该反应，酰胺羰化反应取得重大突破，具有较高的催化效率，羰化反应条件变得温和，CO压力明显降低，底物范围得到扩展．此后，Pt、Ru、Ir、Rh等催化的酰胺羰化反应已经见诸报道．中国科学院兰州化学物理研究所邢爱萍等人采用溴化钯为催化剂前体，与非螯合型双齿膦配体L1（DPPFF）、联吡啶型双齿膦配体L2（P-PHOS）和二茂铁基手性双膦配体L3((S,Rp)-BPPF) 制备络合物催化剂，以乙酰丙酮羰基铑为催化剂前体，与手性亚磷酸酯配体L4-L6制备络合物催化剂，将其分别应用于底物环己基甲醛或苯乙醛的不对称酰胺羰化反应中，研究结果表明，溴化钯与联吡啶型双齿膦配体L2络合物催化剂在苯乙醛的酰胺羰化反应中给出25%ee和11%的产率；溴化钯与非螯合型双齿膦配体L1络合物催化剂在环己基甲醛反应中给出4.3%ee和15%的产率。
钯催化的交叉偶联反应——2010年诺贝尔化学奖获奖工作介绍
2011年第31卷 有 机 化 学V ol. 31, 2011 * E-ma i l: nxwang@ma i l.iReceived December 9, 2010; revised and accepted March 10, 2011.·学术动态·钯催化的交叉偶联反应——2010年诺贝尔化学奖获奖工作介绍王乃兴(中国科学院理化技术研究所 北京 100190)摘要 钯催化的交叉偶联反应是非常实用的合成新方法. 文章给出了Heck 反应、Negishi 反应和Suzuki 反应的概念, 对其反应机理作了详细的说明, 并对其在复杂化合物和天然产物全合成中的应用作了评价. 关键词 钯催化; Heck 反应; Negishi 反应; Suzuki 反应Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reactions —Introduction of Nobel Prize in Chemistry in 2010Wang, Naixing(Technical Institute of Physics and Chemistry , Chinese Academy of Sciences , Beijing 100190)Abstract Palladium-catalyzed cross-coupling reactions provide chemists with a more precise and efficient new methodologies. The concepts of the Heck reaction and Negishi reaction as well as Suzuki reaction are given, the reaction mechanisms are proposed, and applications of these reactions in the total synthesis of natural products are commented.Keywords palladium-catalyzed; Heck reaction; Negishi reaction; Suzuki reaction2009年10月6日, 瑞典皇家科学院宣布, 美国科学家Richard F. Heck(理查德 赫克)、日本科学家Ei-ichi Negishi(根岸英一)和Akira Suzuki(铃木章)共同获得今年的诺贝尔化学奖. 美国教授Richard F. Heck, 1931年出生于美国的斯普林菲尔德, 1954年在美国加利福尼亚大学洛杉矶分校获得博士学位. 随后他进入瑞士苏黎世联邦工学院从事博士后研究, 后在美国特拉华大学任教, 于1989年退休. Richard F. Heck 现为特拉华大学名誉教授. Ei-ichi Negishi 教授是日本人, 1935年出生于中国长春, 1958年从东京大学毕业后进入帝人公司, 1963年在美国宾夕法尼亚大学获得博士学位, 现任美国普渡大学教授. Akira Suzuki 也是日本人, 1930年出生于日本北海道鹉川町, 1959年在北海道大学获得博士学位, 随后留校工作了一段时间. 1963年到1965年, Akira Suzuki 在美国普渡大学从事了两年的博士后研究工作. Akira Suzuki 于1973年任北海道大学工学系教授, 现在是北海道大学名誉教授.钯催化的交叉偶联反应是一种可靠而又实用的工具, 对有机合成具有长久和深远的影响力, 该反应得到了合成化学工作者的普遍应用.笔者于2004年在《有机反应——多氮化物的反应及有关理论问题(第二版)》的第4.13节中列举了5个较新的人名反应[1], 其中有Heck 反应、Negishi 反应和Suzuki 反应. 对其定义分别为: Heck 反应是钯催化下, 不饱和有机卤化物或三氟磺酸酯与烯烃进行的偶联反应. Negishi 反应是钯催化下的不饱和有机锌试剂和芳基或乙烯基卤化物等进行偶联的反应. Suzuki 反应是钯催化下不饱和有机硼试剂和芳基或乙烯基卤化物等进行偶联的反应. 这是钯催化的交叉偶联反应的基本概念. 最初的Suzuki 反应还需要在无氧无水的条件下来进行, 后来发展的一些反应条件已经无需无氧无水操作了.这几种钯催化的交叉偶联反应机理不尽相同, 对机1320有 机 化 学 V ol. 31, 2011理的说明也不止一种, 一些可能的机理对研究生也较难接受. 如Heck 反应, 即使一些已经出版的专门论述人名反应的专著也较为简略[2,3] Heck 本人最先提出的Heck 反应机理是应该接受的.1 反应机理1.1 Heck 反应机理目前关于Heck 反应机理描述较多, 但一些机理过于简单, 一些机理的描述很难让有机化学家接受. 笔者认为Jutand 等[4]最近在Heck 反应的专门著作中总结的Heck 反应机理最为贴切和容易接受(Scheme 1). 这个详细的反应过程实际上是Heck 首先建议的.Scheme 1理解各步过程并不困难. 关键是整个机理中左下角画箭头处, 表示出一个负氢迁移过程, 双键上的电子是由钯直接提供的.Heck 反应的机理主要分为四个步骤:(1)氧化加成. 上式催化循环的第一步是芳基卤和Pd(0)的氧化加成, Titton 报道的芳基卤和Pd 0(PPh 3)4的作用支持了氧化加成步骤的机理, Titton 还报道了芳基卤活性次序: ArI ＞ArBr ＞＞ArCl.(2)烯烃插入. 氧化加成给出反式的σ芳基Pd(II)卤化物ArPdXL 2, 脱去一个PPh 3配体后与烯烃配位, 再经过烯的顺式插入, 得到σ烷基Pa(II)卤化物[5,6], 读者可以参照上述催化循环机理图.(3) β负氢消除. 上述催化循环机理图中的σ烷基Pa(II)卤化物有一个C —C 键内旋转, 结果使得β氢原子(与sp 3碳原子相连)和Pd 原子处于顺式位置, 接着产生了顺式的β负氢消除. 这个顺式的β负氢消除反应会是一个可逆的过程.(4)还原消除. 钯催化的偶联反应产物(与芳基直接相连的烯烃衍生物)游离产生以后, H —Pd(II)的卤化物再经过一个可逆还原消除过程, 再生出具有催化活性的Pd(0)的络合物. 碱性的辅助催化剂通过粗灭产生的卤化氢, 促使还原消除过程向Pd(0)络合物催化剂方向移动.Heck 不仅发现了这个钯催化的偶联反应, 而且对其机理做出了透彻的阐述. Heck 提出的氧化加成、烯烃插入、β负氢消除、还原消除这四个主要步骤在实验中都得到了证实. β负氢消除是一个重要过程, 钯提供了一对电子形成了双键. 最近认为β负氢消除通过一个顺式消除过程. 实际上Heck 反应不能仅看作交叉偶联反应, 它只是偶联反应一种.机理中涉及一些不同的Pd(0)和Pd(II)的中间体, 这些中间体的结构和活性依靠实验条件, 钯催化剂可以是Pd(0)的络合物, 如Pd(PPh 3)4, 可以是Pd(OAc)2等. 当Pd(OAc)2作为催化剂时, 需要加入1,3-二(二苯基膦基)丙基(dppp), 首先形成Pd(OAc)2(dppp), 再得到离子型络合物Pd 0(dppp)(OAc)－ [7], Pd 0(dppp)(OAc)－分解得到Pd(0)络合物Pd(dppp). 1.2 Suzuki 反应机理笔者[8]曾研究过Suzuki 反应, 利用苯硼酸和2,2'-二溴-5,5'-二噻吩通过催化量的金属钯络合物Pd(PPh 3)4进行交叉偶联反应(Eq. 1).当时采用的反应条件还是无氧无水操作[8], 产物熔点是145 ℃, 产率为51%.笔者在文献的基础上[9～11], 提出了一个离子型的反应机理, 该论文发表在一个国外化学期刊上[8]. 该反应可能的机理由三个主要步骤完成的: (a)氧化加成; (b)硼试剂参与; (c)还原消除.(1)氧化加成. 反应过程中, Pd(0)被加到有机卤化物中间, 有机卤化物中的碳原子通过极性转换由原来荷正电变为荷负电, 钯原子被氧化为Pd(II) (Scheme 2). 氧化加成的过程是速率决定步骤, 反应中, 有机卤化物的活性按卤原子如下次序递减: I ＞Br ＞＞C.N o. 8王乃兴：钯催化的交叉偶联反应——2010年诺贝尔化学奖获奖工作介绍1321Scheme 2(2)硼试剂参与. 接着, 硼试剂中的C —B 键异裂, 碳原子荷负电, 形成的芳基负离子与钯正离子结合为ArPdAr', 而游离出来的卤离子(X －)与硼正离子配位得到XB(OH)2 (Eq. 2).(3)消除反应. 最后是还原消除过程, 钯有机物分解, 形成新的C —C 键, 金属钯游离出来, 再与PPh 3络合, 再生出活性钯催化剂Pd(PPh 3)4, 完成了催化过程.Scheme 3笔者在当时研究苯硼酸和2,2'-二溴-5,5'-二噻吩通过Pd(PPh 3)4催化进行的交叉偶联反应, 发现该反应采用弱碱Ba(OH)2作为辅助催化剂比其它强碱反应快, 收率高, 甚至用碳酸钾代替Ba(OH)2也往往引起副产物增加. 笔者采用了甲醇和甲苯(V ∶V ＝1∶1)的混合溶剂. 就溶剂效应而言, 甲醇溶剂对反应有利. 在反应过程中的氧化加成阶段, 甲醇产生的烷氧基负离子MeO －能够置换配位在钯上的卤负离子, 容易生成ArPdOR 中间体(Scheme 4).Scheme 4RPdOMe 的形成被认为是一个重要的中间体, 曾被分离得到过[12,13]. 1.3 Negishi 反应机理笔者曾制备了有机锌试剂[8], 采用一锅反应方法, 利用溴锌苯和2,5-二溴噻吩通过催化量的金属钯络合物Pd(PPh 3)4进行交叉偶联反应(Scheme 5).Scheme 5与Suzuki 反应相比, 利用Negishi 反应合成目标化合物, 产率没有Suzuki 反应高[8,14].Negishi 反应的机理与Suzuki 反应非常类似, 也是通过氧化加成、有机锌试剂(亲核试剂)参与和还原消除的三个主要步骤进行的, 下面用离子反应历程作以描述(Eq. 3, Schemes 6, 7):(1)氧化加成Scheme 6(2)有机锌试剂参与(3)消除反应Scheme 7Pd(0)游离出来, 再与PPh 3络合再生出催化剂Pd(PPh 3)4, 完成了催化循环.另外需要说明的是, 交叉偶联反应有许多种, 一些虽然没有得到诺贝尔化学奖, 但应用价值还是比较高, 例如Songashira 反应. Sonogashira 反应是钯配合物催化的卤代芳烃或者卤代烯烃与末端炔烃的交叉偶联反应, 它是一种合成芳炔、烯炔和炔酮等化合物的有效方法. 其反应如Eq. 4.Sonogashira 反应的本质是PdCl 2与CuI 复合催化剂催化末端炔烃与碘、溴代芳或者烯烃的交叉偶联反应. 2007年发表在Chem. Rev.上的Sonogashira 反应机理, 说明了铜盐作为助催化剂的过程, 是一个容易接受的机理(Scheme 8)[15].铜盐作为助催化剂的作用一些文献也作了报道[16]. 近年来Sonogashira 反应的应用报道较多, 读者可以参考相关文献[17～19].2 结束语Heck 反应、Negishi 反应和Suzuki 反应, 代表了钯催化的交叉偶联反应的最高成就, 反应非常新颖独特,1322有机化学V ol. 31, 2011Scheme 8确实在有机合成方法学的最前沿取得了重大突破, 这些原创性的成就卓有建树, 这些新方法首先在有机合成领域得到了普遍应用, 对发展有机合成的策略和技巧产生了长久和深远的影响.人类健康对特效新药的发展不断提出更高的要求, 天然产物作为先导药, 在这方面寄托了人们的无限期望[20]. 近年来, 海洋天然产物的生物医学活性引起了人们的高度重视. 海绵、珊瑚以及海洋微生物的次生代谢的天然产物, 结构新颖而活性显著, 已经成为人们挖掘具有自主知识产权的创新先导抗肿瘤等新药的战略新领域. 人工全合成这类复杂的化合物和天然产物对人类来说是一种艰难的挑战, Heck反应、Negishi反应和Suzuki反应的新方法无疑在这方面会发挥出巨大的作用.近年来, 围绕Heck反应、Negishi反应和Suzuki反应, 化学家发展了一些新的反应方法和条件, 如Ni代替Pd进行催化的交叉偶联反应. Iyer等[21]报道了Cu催化(CuI催化剂)的Heck反应, 相对Pd和Ni催化剂更为经济. 最近, Darcel等[22]报道了Fe催化的Suzuki反应, 产率较高. Nakamura等[23]不久前报道了Fe催化的Negishi 反应, 产物收率高且有立体专一性. 反应条件已经从开始需要无氧无水操作到现在可以在水相反应体系中进行. Chao等[24]报道了在水合溶剂中进行Suzuki反应的研究结果, 产物能够获得中等以上的收率. Bach等[25]在Tetrahedron的一篇文章中(其参考文41), 对笔者关于Suzuki反应和Negishi反应的报道作了一些介绍. 相信以后还会有一些新的关于催化的交叉偶联反应的研究论文不断发表出来.Heck不仅开创了著名的Heck反应, 而且他提出的有机化学反应机理也非常之透彻和精到, 可见他的有机化学之功底和对该方法的深刻的理解. 可是, Heck在完成Heck反应研究之后, 一度连科研经费都没有, 甚至不得不离开科学界. 笔者刚在德国应用化学刊物(Angew. Chem. Int. Ed. 2010,49, 2092)看到一篇关于德国合成化学教授H. Kunz的作者介绍, H. Kunz教授列出了他的五篇文章, 其中第二篇文章发表在Tetrahedron 上, 第三篇发表在Synthesis上. 笔者在中国科学院研究生院为硕博连读生讲授“有机反应”专业课, 学生对Heck反应、Negishi反应和Suzuki反应的兴趣非常浓厚. 希望年青一代的学者, 通过研究和借鉴Heck反应、Negishi反应和Suzuki反应, 提升我国在有机合成方法学方面的整体水平.在这篇简介文章结束时, 笔者再介绍几篇关于钯催化的交叉偶联反应的代表性综述文章. 一篇是Suzuki本人1995年在Chem. Rev.上的综述[26], 希望有兴趣的读者参阅. 另外3篇对相关钯催化的交叉偶联反应最新进展作了详细综述[27～29], 希望读者特别是青年学者能够继续深入学习和掌握这一研究领域. 最近, Suzuki和Negishi[30～31]还分别发表了他们的诺贝尔化学奖获奖演说. 就在这篇文章付印之际，作者又读到了一篇最新的关于非对映选择性的Negishi反应的论文, 该方法为此类反应的立体控制开拓了又一个新生面[32]. References1 Wang,N.-X. Organic Reac tions—The Reac tion of Polyni-trogen Compounds and Some Theoretic Questions, 2nd ed., Chemical Industry Press, Beijing, 2004, pp. 165～171 (in Chinese).(王乃兴, 有机反应—多氮化物的反应及有关理论问题(第二版), 化学工业出版社, 北京, 2004, pp. 165～171.)2 Li, J. J. Name Reactions, Springer, New York, 2006, p. 285.3 Kürti, L.; Czakó, B. Strategic Applications of Named Reac-tions in Organic Synthesis, Elsevier Academic Press, 2005, p. 196.4 Jutand, A. In The Mizoroki-Hec k Reac tion, Ed.: Oestreich,M., Wiley, United Kingdom, 1999, pp. 1～5.5 Dieck, H. A.; Heck, R. F. J. Am. Chem. Soc.1974, 96, 1133.6 Ziegler, C. B.; Heck, R. F. J. Org. Chem. 1978, 43, 2941.7 Kozuch, S.; Shaik, S.; Jutand, A.; Amatore, C. Chem. Eur. J.2004, 10, 3072.8 Wang,N.-X. Synth. Commun. 2003, 33, 2119.9 Anderson, C. B.; Burreson, B. J.; Michalowski, J. T. J. Org.Chem. 1976, 41, 1990.10 Zask, A.; Helquist, P. J. Org. Chem. 1978, 43, 1619.11 Aliprantis, A. O.; Canary, J. W. J. Am. Chem. Soc. 1994,116, 6985.12 Yoshida, T.; Okano, T.; Otsuka, S. J. Chem. Soc., DaltonTrans. 1976, 993.13 Grushin, V. V.; Alper, H. Orgnometallics1993, 12, 1890.14 Wang,N.-X. Chin. . Chem. 2004, 24, 350 (in Chi-N o. 8 王乃兴：钯催化的交叉偶联反应——2010年诺贝尔化学奖获奖工作介绍1323nese).(王乃兴, 有机化学, 2004, 24, 350.)15 Chinchilla, R.; Nájera, C. Chem. Rev. 2007, 107, 874.16 Doucet, H.; Hierso, J. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46,834.17 Gelman, D.; Buchwald, S. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2003,42, 5993.18 Saha, D.; Dey, R.; Ranu, B. C. Eur. J. Org. Chem. 2010,6067.19 Karpov, A. S.; Merkul, E.; Rominger, F.; Müller, T. J. J.Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 6951.20 Harmata, M. Strategies and Tac tic s in Organic Synthesis,Elsevier, Oxford, 2010.21 Iyer, S.; Ramesh, C.; Sarkar, A.; Wadgaonkar, P. P. Tetrahe-dron Lett. 1997, 38, 8113.22 Bźziera, D.; Darcela, C. Adv. Synth. Catal. 2009, 351, 1732.23 Hatakeyama, T.; N akagawa, N.; N akamura, M. Org. Lett.2009, 11, 4496.24 Cho, S. Y.; Kang, S. K.; Ahn, J. H.; Ha, J. D.; Choi, J. K.Tetrahedron Lett. 2006, 47, 5237.25 Schröter, S.; Stock, C.; Bach, T. Tetrahedron2005, 61,2245.26 Norio Miyaura, N.; Suzuki, A. Chem. Rev. 1995, 95, 2457.27 Roglans, A.; Pla-Quintana, A.; Moreno-Mañas, M. Chem.Rev. 2006, 106, 4622.28 Martin, R.; Buchwald, S. L. Acc. Chem. Res. 2008, 41,1461.29 Denmark, S. E.; Regens, C. S. Acc. Chem. Res. 2008, 41,1486.30 Suzuki, A. Angew. Chem., Int. Ed.2011, 50, 6723.31Negishi, E. Angew. Chem., Int. Ed.2011, 50, 6738.32 Seel, S.; Thaler, T.; Takatsu, K.; Zhang, C.; Zipse, H.;Bernd, F.; Straub, B. F.; Mayer, P.; Knochel, P. J. Am. Chem.Soc. 2011, 133, 4774.(Y1012093 Li, L.)。
有机合成钯催化交叉偶联反应(精选文档)
1.格氏试剂——拉开钯催化交叉偶联反应的序幕
有机合成化学所构造出来的物质大部分都是以碳胳为骨架所构建起来的,然而碳原子本身十分稳定,在化学反应中并不活泼。因此化学家们希望通过各种化学反应,来激活碳原子,使其更容易参与到反应中并与其它碳原子相连,构造更
复杂的有机物。通过多年的尝试与努力, Grignard (格林尼亚发明了有机镁试剂(即格氏试剂,并利用其活化了碳原子,成功将碳原子连接在一起。以下为利用格氏试剂所进行的烷基化反应:
赫克反应与格氏反应相比,具有更好的化学选择性,减少反应的副产物,而且赫克反应在常温下进行,反应条件温和,对于工业生产具有重要的应用价值。不过赫克反应的局限之处在于,它往往只能用于有机合成中碳碳单键的合成,在合成一些更大的分子时会显示出其缺陷及产生较多的副产物。化学家们并不满足于停留在当前的成果中,而是孜孜不倦地进一步改进钯催化交叉偶联反应。
为铃木反应。
铃木反应与根岸反应相
似,均经历了三个过程:氧
构建单键最重要的反应之
一,并以他自己的名字赫克对
反应命名。
赫克反应的反应机理如
下(见右图:反应开始,活泼
的钯Pd(0催化剂与卤代烃发
生被称为氧化-加成的反应,
在这步反应中,生成了R-Pd-X ,钯的氧化态形式上从(0转化为(Ⅱ ,也就意味着生成了Pd-C键;第二步,烯烃与钯配位,此时烯烃和R基团同时与钯连接,这样就使它们能够相互发生反应;第三步, R基团迁移到烯烃的碳原子上,而钯同时与烯烃的另一个碳原子相连,这一步称为迁移-插入,结果生成了C-C键;第四步, R替换了底物烯烃上的一个氢原子,即通过消除烯烃的β-H得到了一个新的取代烯烃,同时还生成了HPdX ,它随即失去HX得到Pd(0,进入另一次催化循环。
环保的钯催化羰基化制备4-联苯乙酸合成方法
环保的钯催化羰基化制备4-联苯乙酸合成方法摘要：本文旨在介绍一种环保的钯催化羰基化制备4-联苯乙酸（4-PBA）的方法。
钯催化羰基化反应的活性中间体为取代苯甲酰肼。
钯催化的反应可以使有机氯化物的衍生物与苯甲酰肼形成羰基化产物。
该制备方法具有以下优势：过程简单、装置投资少、操作简便、消耗少、产率高、反应可控。
本文主要介绍了钯催化羰基化反应的机理、反应条件、合成步骤和质量控制等。
关键词：4-联苯乙酸；钯催化羰基化；取代苯甲酰肼；反应条件IntroductionReaction MechanismThe reaction system of the paladium-catalyzed carbonylation of 4-PBA is shown in the following figure.The active intermediate of the Pd-catalyzed carbonylation reaction is the substituted benzoylhydrazine, which is formed by the condensation of the aryl halide and benzoylhydrazine. The aryl halide in the reaction system can be substituted benzyl bromide or substituted benzyl chloride. Under the catalysis of Pd, the organic halide derivative can form a carbonyl product with benzoylhydrazine.The reaction proceeds according to the general equation:Aryl Halide + Benzoylhydrazine → 4-PBA + HCl (or HBr)Reaction ConditionsThe reaction conditions of the Pd-catalyzed carbonylation of 4-PBA are as follows:1. Solvent: The reaction is usually carried out in dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile (MeCN), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and their mixtures.2. Temperature: The reaction temperature is generally in the range of 80-130℃.3. Pressure: The reaction pressure is generally in the range of 2-3atm.Synthetic Steps。
钯催化的酰胺羰化反应研究的开题报告
钯催化的酰胺羰化反应研究的开题报告
一、研究背景
钯催化的酰胺羰化反应是一种利用钯催化剂将酰胺转化为醛、酮等含羰基化合物的方法。
该反应具有反应条件温和、反应速率快、底物宽容度高等优点，已被广泛应用于医药、农药、有机合成等领域。
二、研究目的
本研究旨在通过对钯催化的酰胺羰化反应的机理、反应条件、副反应等方面的探究，进一步优化该反应的条件，提高反应产率和选择性，为该反应的应用和发展提供有理理论基础和实践指导。
三、研究内容
1.通过文献调研和实验研究，系统总结钯催化的酰胺羰化反应的机理和反应条件。
2.分析该反应的副反应及其产生的原因，通过设计不同配体、不同溶剂等条件，优化反应条件，提高产率和选择性。
3.结合实验研究和理论模拟，探究该反应的催化剂设计、催化机理等方面的问题，为其在合成领域的应用提供理论基础。
四、研究方案
1.对比常用的钯催化剂，选取合适的催化剂，考察其对酰胺羰化反应的影响。
2.研究不同溶剂、不同配体、不同反应温度对该反应的影响，优化反应条件，提高产率和选择性。
3.通过高分辨质谱、核磁共振等实验手段，探究反应机理，并进行理论模拟，从而提高对该反应的认识。
五、预期成果
本研究预期通过对钯催化的酰胺羰化反应的机理、反应条件、副反应等方面的深入探究，提出一些实用的优化条件，为反应在合成领域的应用提供理论基础和实践指导，有望取得一些重要的科研成果。
六、研究意义
本研究将对钯催化的酰胺羰化反应各个方面展开深入研究，提高对该反应的认知水平，并对该反应的应用和发展做出有益的探索和提升，使钯催化的酰胺羰化反应更好地服务于社会各个领域的需求。
钯催化的碳—碳偶联反应研究简介
钯催化的碳—碳偶联反应研究简介在有机化学中，C-C键的形成是有机合成研究的重要内容，而过渡金属钯催化的偶联反应则是形成C-C键的一种有效手段。
目前钯催化的偶联反应已在科研、医药生产等领域得到广泛应用。
偶联反应的种类较多，文章主要内容是简单介绍过渡金属钯在以下几种碳碳偶联反应以及合成中的应用。
标签：钯催化；碳-碳键；偶联反应前言与一般催化剂相同，过渡金属催化的有机反应也只是改变了化学反应的速度，降低了反应的活化能，使原来难于发生的反应变得容易进行。
过渡金属催化的有机反应常常具有很高的选择性，这种选择性决定了其在未来的偶联反应中具有更广阔的发展空间，概括其选择性主要有以下几点：包括化学选择性、区域选择性和立体选择性。
文章以下便针对常用的几种偶联反应进行简要分析。
1 常用偶联反应简介1.1 Stille偶联反应Stille偶联反应是有机锡化合物和不含β-氢的卤代烃（或三氟甲磺酸酯）在钯催化下发生的交叉偶联反应。
其机理最初就是由Stille根据转金属复合物的决速步骤而提出的四步循环机理。
四（三苯基膦）合钯（0）是最常用的钯催化剂。
对于Stille交叉偶联反应还有一个有趣的现象就是添加物对这个反应有很大的影响，尤其是铜的添加物，对反应起着很大的作用，在反应过程中Cu与反应媒介生成了更加活泼的铜媒介，使得反应更易发生。
1.2 Negishi偶联反应Negishi交叉偶联反应有机锌试剂与卤代烃在钯配合物的催化下发生偶联反应，生成新的碳-碳键。
最早的报道见于1977年，这个反应可以进行Csp3-Csp2，也可以进行Csp3-Csp3之间进行的碳-碳键偶联。
反应整体上经过了卤代烃对金属的氧化加成、金属转移与还原消除这三步。
这个反应的卤代物的活性顺序为Zn>Mg>>Li。
对于锌试剂在温和条件下就能发生反应。
与格式试剂相比，锌试剂在官能团容忍度上更胜一筹。
用含钯催化剂时，通常产率较高，对官能团的耐受性也比较好。
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PdCl2(Ph3P)2(0.1 wt %), Ph3P Bu3N, 120oC, 3 at m., 85%
NHCOMe CO2H 2 -1 1
在卤化物的插羰反应中，有时需要钯催化剂和相转移催化剂合用来催化反应。1,1二溴烯烃 2-12 在相转移催化剂 BnNEt3Cl 的作用下成功的合成出不饱和二羧酸 2-13。在 此反应中，极性溶剂的使用是非常重要。
制得的。然而醇分子 2-2 中的烷基碘部分是不参与反应的。
MeO
OMe I +
SP h 2-1
CO +
OH
OO
2-2
P dCl2, K2CO3, P hH
I
120 oC, 12 atm ., 70%
MeO
OMe O O
I SPh
2-3
O O
OMe O
O
Me O
O
2-4
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实验证明，Pd 的配合物比较容易与碘化物和溴化物发生氧化加成反应。碘化物可 以在不加入任何膦配体的条件下，只用 Pd(dba)3、Pd(OAc)2 甚至是 Pd/C 作催化剂即可 发生反应。而溴化物的反应一般是需要膦配体的。但是氯化物在一般的条件下是非常惰 性的，只有用较强给电子性的具有双配位基（bidentate）的配体（如 dppp），同时在非 常剧烈的条件下才能发生反应。例如氯苯的钯催化反应往往要加入 Cr(CO)3，目的是利 用它的强吸电子性活化 Cl-C 键。应该指出的是，为了中和反应生成的 HX 酸，碱（R3N、 NaOAc、KOAc、Na2CO3、K2CO3 等）的使用是必需的。
OAc + CO
PdCl2, dppp HCO2Na, 120oC, 57%
2-21
CO2H +
C O2H
2-22
84 : 16
2-23
苯乙酸衍生物 2-25 也可以由带有给电子基团的芳香醛 2-24 通过插羰反应获得。这 个反应要在 110oC，50-100 atm（CO）压力和 Pd-Ph3P-HCl 的催化体系中进行。此反应 的可能机理如下所示：
虽 然 绝 大 多 数 的 醋 酸 苄 酯 不 能 应 用 于 插 羰 反 应 ， 但 是 手 性 化 合 物 1- 和 2-(1-acetoxymethy)naphthalenes 2-21 可以进行插羰反应的，它在 HCO2Na 和 dppp 的条件 下通过 formate-mediated carbonylation 得到羧酸 2-22 和 2-23 （84:16）。同样，相应的 1-naphthylethyl formate 也能进行插羰反应。
M eO M eO
M eO
N
OH Br OM e 2-14
+ CO
Pd(OAc)2, Ph3P, PhMe Me3SiCl, 100%
MeO N
MeO O
MeO
O OM e
2-15
甲酸酯可以代替 CO 作为插羰反应的羰基源，它常和 NaOR 一起用于插羰反应。碘 苯在氮气保护下，用 PdCl2(Ph3P)2 作催化剂，与甲酸甲酯和甲醇钠反应制得苯甲酸甲酯。
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经典合成反应标准操作—钯催化的插羰反应
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1. 前言
在有机合成中，钯催化的反应是一类特别有用的反应，它提供了一种形成碳-碳键 的独特的方法。这类反应的优点：1、不需要加入其他氧化剂催化；2、只需催化量的钯 催化剂。钯催化的插羰反应是这类反应中应用最为广泛的反应之一，在这里我们将重点 介绍它。
PdCl2(Ph3P)2, Ph3P, BnEt3NCl AcONa, 1 atm., 70oC, 60%
CO2- t-Bu
苄基卤化物的插羰反应还可以在中性的的条件下进行，例如使用分子筛、四甲基尿
素等。在大环内酯弯孢霉菌素 2-20 的全合成中，酯 2-19 的制备就是在这种中性的条件
下通过苄基氯化物的钯催化插羰反应而获得的。
最有用的类卤化物是酚的三氟甲磺酸芳基酯和从羰基化合物派生出来的三氟甲磺 酸烯醇酯。芳酰基卤化物和磺酰基卤化物通过先与 Pd(0)发生氧化加成反应，紧接着脱 去 CO 和 SO2 就形成了芳基钯配合物。另外，苯的重氮盐是形成芳基钯配合物的最活泼 反应源。
烷基卤化物和 Pd(0)的氧化加成反应是非常缓慢的。而且，通过烷基卤化物的氧化
Pd(0) + ArX
CO
O
Ar-P d-X
A r C Pd X
P d(0) +
O Ar C X
H2 O
O Ar C OH
RO H NR3
O
+ HNR3 X
Ar C OR
X + CO + H2O
C O2H
R + CO + ROH
X
R C O 2R
在玉米烯酮 2-4 的全合成中，酯 2-3 是通过基团密集的芳基碘化物 2-1 的插羰反应
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经典合成反应标准操作—钯催化的插羰反应
Contents
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1． 前言…………………………………………………………………2-3 2． 插羰反应制备羧酸及其衍生物…………………………………4-15 3． 插羰反应制备羧酸实验操作……………………………………15-16 4． 插羰反应制备羧酸酯实验操作………………………………16-19 5． 插羰反应制备酰胺实验操作…………………………………19-20 6． 插羰 反应制备 醛…………………………………………………20 7． 插羰反应制备醛实验操作………………………………………21-22 8． 插 羰 反 应 制 备 酮 … … … … … … … … … … … … … … … 22 - 3 0 9． 插羰反应制备酮实验操作………………………………………30-31
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经典合成反应标准操作—钯催化的插羰反应
是至关重要，这也许是螯合效应的缘故。
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I
+ CO + H2O
Pd(OAc)2, K 2CO3, DMF 1 atm., rt., 92%
Cl
CO 2H
Cl 2-10
NHCO M e + CO + H2O
Br + CO
Br
2-12
Pd, dppe, BnNEt3Cl t-AmOH, NaOH, 82%
C O2 H C O 2H 2-13
醇 2-14 用 Pd(OAc)2 和 Ph3P 作催化剂在甲苯溶剂中插羰可以得到内酯 2-15。有趣的 是，在此反应中加入 Me3SiCl（2 equiv.）可以非常明显提高反应收率。
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加成反应得到的烷基钯配合物经过β-氢消除之后，反应就停止在这一阶段，而不再进 行插入或金属转移过程。对于炔基卤化物来说，虽然没有太多的文献报道，但是炔基碘 化物的确可以和 Pd(0)反应生成炔基钯配合物。
除 了卤化 物以 外， 类卤 化物 R-X = ArCO-Cl, ArSO2-Cl, Ar-N2+X-, R-OP(O)(OR)2, R-OSO2CF3 (OTf), R-OSO2Rf (Rf = perfluoroaikyl), R-OSO2F, R-OSO2CH3 和 Ar-ArI+是很 好的离去基团，它们也能与 Pd(0)发生氧化加成反应从而形成芳基和烯基钯配合物中间 体。但是，这些离去基团对于 Pd(0)的反应活性是各不相同的，它们中的某些化合物往 往只能和某些特定的底物在非常特殊条件下发生反应。
HO MeO
+ 2CO + EtOH CHO
PdCl2, Ph3P HCl, 73%
HO MeO
2-24
2-25
ArCHO + HCl
H
Ar
Cl
OH
H
Ar
CO2R
OH
CO 2E t
H
Ar
CO 2 R
Cl
H
Ar
CO2 R
众所周知，在格氏反应中单质镁金属与带有 sp3 杂化碳原子的有机卤化物（烷基卤 化物）反应要比带有 sp2 杂化碳原子的有机卤化物（芳基和烯基卤化物）反应更容易。 而与此相反，钯的络合物与含有 sp2 杂化碳原子的有机卤化物反应更容易。换句话说， 烯基和芳基卤化物非常容易与 Pd(0)发生氧化加成反应，从而生成含有钯-碳б-键的络合 物中间体 1；然后，不饱和化合物（例如：烯烃、共轭二烯、炔烃和一氧化碳等）插入 到钯-碳键之间；最后，经过还原消去或者β-氢消去反应生成相应的目标化合物。与此 同时，Pd(0)催化剂得以再生并开始新的催化循环。由此可见，正是因为生成了这种含有 钯-碳б-键的络合物中间体，才使得接下来的插入和金属转移过程变成可能。
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三氟甲基丙烯酸甲酯 2-6 被制备是通过 3,3,3-三氟-2-溴丙烯的插羰反应。这个羰基 化反应在烷基尿素存在下就生成化合物 2-7，它可以进一步被转化成三氟甲基尿嘧啶 2-8。这是个非常有价值的反应。
F 3C
+ CO + MeNHCONHMe PdCl2(Ph3P)2, 100oC
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氯苯在 Cr(CO)3 活化下可以与甲酸乙酯发生插羰反应。
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