suzuki偶联反应

Yafei Wang, Dalton Trans., 2011, 40, 5046
白光材料的合成
F F B OH OH + Br N
Pd(PPh3)4 K2CO3 THF
F F N
F F F N 1)K2PtCl4 F 2-ethoxyethanol/water 2)Na2CO3/Hpic 2-ethoxyethanol Pt O O (dfppy)Pt(pic) N
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。
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。
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。
Suzuki-Miyaura交叉偶联的反应机理
R R
冀海英,新型联芳共轭有机化合物的合成及其性能研究[D],华 东师范大学,物理化学,2009.
合成液晶材料、非线性光学材料
联苯是一种重要的有机原料，由于其衍生物独特的结构而显示 出特殊的作用，联苯类液晶具有优良的光稳定性、化学稳定性 等，是目前应用最广泛的一类液晶材料。
OH I OH + C8H7O B OH
F Cl Br N NH HO OH CN CN R O B R O CN F Conditions Cl N NH
B
O
B
O CN
O
B
O CN
0%
42 %
100 % J. Organomet. Chem. 2002, 653, 269.
Suzuki偶联反应的优点
反应条 件温和
选择性 好
低毒
有机硼酸 稳定，容 易保存
N. Miyaura, T. Yanagi, and A. Suzuki. Synth. Commun, 1981, 11(7), 513-519
Suzuki偶联反应的概念
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
3、合成液晶材料、非线性光学材料。
4、合成药物。
合成(非)对称联芳烃
NO3 Br I OH
5%mmol Pd(PPh3)4 K2CO3 DME
Br
NO3 S
+ S
B OH
NO3
5%mmol Pd(PPh3)4 K2CO3 DME
R
S
冀海英,新型联芳共轭有机化合物的合成及其性能研究[D], 华东师范大学,物理化学,2009.
H + B(OH)2 Br Ph
Bun H
Pd催化剂 碱
Bun Ph
+
Bun
Ph
“头”-“头”偶联
“头”-“尾”偶联
D. S. Ennis等用Pd /C 做催化剂大批量的进行Suzuki-coupling 反应，以生产抗抑郁药物，SB-245570。
Pd / C N O Br (HO)2B CO2H N Na2CO3, MeOH /H2O reflux, 91% O
F
Br Br
OH B MeO Pd (PPh3)4 OH Na2CO3, DME, reflux Br Patent; US6518257 B1 (2003/02/11)
OMe
Suzuki偶联反应的应用
钯催化的Suzuki偶联反应应用非常广泛， 目前主要应用到以下几个领域：
1、合成(非)对称联芳烃。 2、合成含杂环联芳烃。
N
O N COOH
O
O
O N HOOC
a
F F F N 1)K2PtCl4 2-ethoxyethanol/water 2)Na2CO3/a 2-ethoxyethanol F N Pt O O (dfppy)2Pt(dipic) O N O O O O O N Pt N F
F
Y.F. Wang et al. Tetrahedron , 2011,67, 2118-2124
含杂原子的联芳基合成
MeOOC N Br + O2N Pd (PPh3)4 B(OH)2 aq. Na2CO3 benzene N MeOOC NO2
J . Org. Chem. 1984, 49, 5237.
源自文库HO B HO
NO2 Br
OH S B OH
O
B O
S
B O
O
R
O2N S
NO2
5%mmol Pd(PPh3)4 K2CO3 DME
c
R R
PdCl2(dppf)CH2Cl2 KOAc/DMSO
O B O OCnH2n+1 +
c
O O BB O O
K2PtCl4
2-ethoxyethanol H 2O
H2n+1CnO N Pt Cl Pt H2n+1CnO N OCnH2n+1 Cl Na2CO3 2-ethoxyethanol O OCnH2n+1 H2n+1CnO N Pt O R=H,n=4,8,12,16 R=F,n=8,12,16 OCnH2n+1
Suzuki-Miyaura交叉偶联反应
姓名：陈庆 学号：201006021252
2011-5-8
Suzuki偶联反应简介
Suzuki偶联反应的应用
Suzuki偶联反应简介
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
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。
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 OCnH2n+1 OH CnH2n+1Br NaH DMF Br N OCnH2n+1
CO2H
Org. Process Res. Dev. 1999, 3, 248
后处理
简单
能容忍多 种活性的 官能团
Suzuki反应中，卤代物的活性顺序为I＞Br＞Cl,因此在多卤代 物中存在明显的活性选择性：
C6H13 TMS C6H13 B(OH)2 + I Br CH13 Pd(0) 碱 TMS C6H13 Br C6H13 CH3
如果芳环上有多个位置同时被同种卤素原子取代，Suzuki反 应也有一定的区域选择性：
PVK发 光
Pt配合物聚集态发光
Pt配合物单分子发光
合成药物
用信息素防治害虫 具有高效、无毒、 1-烯基硼酸或其酯与1-溴代烯在Pd(PPh3)4或PdCl2(PPh3)2催化 不伤害益虫、不污 下得到“头”-“头”偶联产物二烯，而且产率较高、反应具 染环境
有高区域选择性和烯烃构型保持等特点。该方法已成功用于 信息素Rombykol的合成。也已用于欧洲葡萄酒蛾、埃及棉叶 虫信息素的合成。
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。

这是个普通的催化循环过程，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）
氧化加成（控制步骤）， 还原消除 氧化加成
反应的活性受芳环上取代
基性质、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的影
响。 转移金属化
卤代芳烃与Pd(0)氧化加成，与1moL的碱生成有机钯氢氧
化物中间体，取代了键极性较弱的钯卤键，含强极性的 Pd-OH的中间体具有强的亲电性；同时另1moL的碱与芳基
硼酸生成四价硼酸盐中间体，具有很强的富电性，有利
于向Pd金属中心迁移。两方面的协同作用可形成有机钯 配合物Ar-Pd-Ar’，还原消除生成芳基偶联的产物 。
I + I I B(OH)2 Pd(0) 碱 I
F F B OH OH + Br N CHO
F
Pd(PPh3)4 K2CO3
F THF N
CHO
F F B OH OH + Br N CH2OH
F
Pd(PPh3)4 K2CO3
F THF N
CH2OH
OH Br MeO2C F B OH Pd (dppf)Cl2 Na2CO3, DCM, reflux MeO2C Patent; US2002/55631 A1 (2002/05/09)