钯催化烯烃不对称羰基化反应的研究进展

钯催化烯烃不对称羰基化反应是一种合成手性羰基化合物的有效方法之一,综述了近年来钯催化烯烃不对称羰基化反应的最新研究进展,重点讨论了配体、催化体系、反应条件等因素对烯烃羰基化反应的影响,并对烯烃不对称羰基化反应的区域选择性和对映选择性以及可能的反应机理进行了探讨.     

若干羰基化反应研究新进展

 直接在化合物分子内引入羰基的羰基化反应是当前绿色化学化工研究的前沿领域之一, 也是实现 C1 资源高值化利用的重要途径. 综述了胺/氨基醇类化合物氧化羰化、环氧化合物氢酯基化、碘代芳烃的羰化 Suzuki 偶联、羰化 Sonogashira 以及双羰基化等重要羰基化反应的研究状况, 特别是结合本课题组近年来在该领域中的工作, 并对羰基化反应的发展及应用前景进行了展望.     

环氧化合物羰基化反应研究新进展

通过催化的方法在有机化合物分子中引入羰基和其它基团而成为含氧化合物的羰基化反应,具有"原子经济性"反应的高选择性和对环境的友好性,可充分利用资源和保护环境,符合绿色化学发展趋势等优点,备受学术界及工业界青睐.综述了近年来羰基钴金属化合物催化的环氧化合物和一氧化碳羰基化反应研究的新进展,涉及的反应类型主要包括羰基化扩环、羰基化开环共聚以及羰基化开环,讨论了不同类型反应的相关机理,并展望了该领域的研究前景.     

胺氧化羰基化合成脲的研究进展

CO是一种廉价、丰富且有用的C1分子,将其作为羰基源参与胺氧化羰基化反应是有机化学中一类重要的反应.近年来,采用胺氧化羰基化合成脲类化合物的技术路线备受关注.我们综述了催化剂参与的胺氧化羰基化合成脲类化合物的研究现状,还对胺氧化羰基化反应的发展趋势进行了展望.     

一氧化碳参与β-内酰胺化合物合成的研究进展

β-内酰胺类化合物是具有高生物活性及高应用价值的抗生素,如何高效高选择性地设计、合成该类化合物一直是有机化学研究的热点问题.由于其环状结构中具有羰基结构,利用一氧化碳(CO)作为羰源与底物分子发生羰基化反应也发展成为合成β-内酰胺的有效方法.通过该方法可以一步高效合成结构多样性且新颖的β-内酰胺化合物.综述了近年来通过不同底物分子与CO发生羰基化反应构建β-内酰胺的研究进展,并且对该方法存在的问题以及未来发展方向进行了展望.     

钯催化大位阻芳基异腈作为羰基源的烯丙基羰基化Negishi偶联反应（英文）

利用大位阻芳基异腈作为羰基源,发展了钯催化下的烯丙基羰基化Negishi偶联反应.大位阻芳基异腈的使用可以有效地避免羰基化反应过程中β-H消除副反应的发生,可专一区域选择性、高立体选择性地实现β,γ-不饱和酮的精准合成,解决了传统一氧化碳化学中长期存在的区域选择性较差的难题.有机锌试剂作为含碳原子亲核试剂,反应拥有条件温和,底物适用性广等优点.     

一氧化碳参与不饱和烃类化合物羰基化反应的研究进展

不饱和烃类化合物的羰基化反应是指在过渡金属催化剂存在条件下, 将一氧化碳(CO)分子以羰基的形式插入到烯烃(或者炔烃)与不同的亲核试剂中, 合成更高附加值化学品的转化过程. 本文综合评述了羰基化反应合成高附加值化学品的重要性, 介绍了几种不同类型的羰基化反应(氢甲酰化反应、 氢酯化反应、 氢酰胺化反应和氢羧基化反应)在发展新型催化剂体系及高效合成目标产物方面的研究进展, 并对羰基化反应存在的问题及未来发展方向和趋势进行了展望.     

离子液体在羰基化反应中的应用

离子液体由于具有良好的溶解能力、配位能力、热及化学稳定性、结构及性质可调、环境友好等特点,被认为是传统非环保型、有毒、污染严重的溶剂和催化剂潜在的替代品,已被广泛应用于有机合成及催化领域。本文综述了近年来离子液体在羰基化反应中的应用及催化反应机理研究进展,包括烯烃、醇类化合物、芳烃、胺/胺醇、卤代芳烃及甲醛的羰基化反应,羰基源主要包括CO、CO₂和碳酸二甲酯,涉及到了酸性离子液体、碱性离子液体、金属类离子液体、负载型离子液体等多种类型的功能化及非功能化离子液体。在上述反应中离子液体不仅可以提高反应活性和选择性,而且简化了催化剂分离过程,在部分反应中实现了回收和循环使用。并对羰基化反应的发展及应用前景进行了展望。     

钯催化芳香硝基化合物与烯烃的选择性还原羰化酰胺化反应

与芳香胺相比,芳香硝基化合物具有廉价易得、官能团兼容性好等优点,作为氮源在下游含氮化学品合成中具有广泛的应用.目前烯烃羰化酰胺化反应绝大多数以胺类化合物为氮源,其中直链和支链酰胺产物的选择性主要是通过具有特定电子和位阻特性的配体调控实现.已报道的芳香硝基化合物的还原酰胺化反应研究中,需要外加还原剂或者利用金属羰基化合物Mo(CO)6释放的CO为羰基源和还原剂.本文发展了一种毋须外加还原剂的钯催化芳香硝基化合物与烯烃的还原羰化酰胺化反应新方法.研究发现,钯金属催化剂(特别是离子型)的抗衡阴离子是还原羰化酰胺化反应中化学选择性和羰化区域选择性的关键因素.抗衡阴离子为氯离子、硼酸为助剂时,最优钯前驱物K2PdCl4的产物主要为支链酰胺,此时不同的膦配体并不能调控其区域选择性,这与胺的烯烃酰胺化反应可以通过配体调控羰化的区域选择性表现出明显的不同.含氮中间体原位捕捉、硝基化合物还原下游可能中间体对照实验等研究表明,芳香硝基化合物在以一氧化碳为还原剂的催化还原体系下被完全脱氧还原为氮烯(Ar-N:),再经过烯酰胺中间体进一步烯键还原得到相应的支链酰胺;当离子型钯前驱物的抗衡阴离子配位性较弱时,最优钯前驱物为Pd(CH3CN)4(OTf)2时,以直链酰胺为主要产物,此时不同的膦配体可以调控酰胺化的区域选择性.同样的机理研究表明,在该催化剂体系下芳香硝基化合物首先被还原为芳基胺,然后再发生与现有报道类似的胺类化合物的烯烃羰化酰胺化反应.这两个催化反应体系都表现出了较好的底物适用性,并且可以高效地应用于除草剂(敌稗)的一步合成.本文为以硝基化合物为起始氮源,通过催化控制生成特定含氮中间体,从而可控合成不同的含氮化学品提供了一条新思路.     

钯催化烯烃的不对称马氏氢胺羰基化反应

一氧化碳参与的羰基化反应是有机合成中最重要的反应之一.烯烃的氢羰基化反应已经被广泛应用于药物、材料及精细化学品的工业生产中[1].例如,乙烯的甲氧羰基化反应被用于甲基丙烯酸甲酯的工业合成,然而,该领域仍有许多挑战性难题尚未得到有效解决.烯烃的氢胺羰基化反应能以原子经济性的方式合成酰胺,且已经实现该类反应的区域选择性控制,但是,如何同时控制该类反应的区域选择性和对映选择性,以简单易得的烯烃和一氧化碳为底物直接合成手性酰胺类化合物,仍是一个悬而未决的重要难题.     

Copper‐Catalyzed Carbonylative Coupling of Cycloalkanes and Amides

Carbonylation reactions are a most powerful method for the synthesis of carbonyl‐containing compounds. However, most known carbonylation procedures still require noble‐metal catalysts and the use of activated compounds and good nucleophiles as substrates. Herein, we developed a copper‐catalyzed carbonylative transformation of cycloalkanes and amides. Imides were prepared in good yields by carbonylation of a C(sp³)?H bond of the cycloalkane with the amides acting as weak nucleophiles. Notably, this is the first report of copper‐catalyzed carbonylative C?H activation.     

Carbonylation of chlorobiphenyls catalyzed by modified cobalt carbonyl

Dichlorobiphenyls having both chlorine atoms in the same benzene ring undergo mild carbonylation in the presence of 1,2-epoxypropane-modified carbonyl cobalt complex to give biphenylcarboxylic acid esters. Monochlorobiphenyls fail to react under analogous conditions. The rate and selectivity of the reaction depend on the position of chlorine atoms. Carbonylation of dichlorobiphenyls having a chlorine atom in the meta position occurs preferentially at that position. 2,4-Dichlorobiphenyl gives rise mainly to the carbonylation product at the 2-position.     

Carbonylation of Alkynes,Alkenes and Alcohols using Metal Complex Catalysts

Carbonylation of olefins, alcohols and halides using homogeneous as well as heterogeneous catalysts has been discussed. Highlights of contributions on the activity, selectivity and stability of catalysts for carbonylation reactions are discussed. Kinetics and mechanism including characterization of the intermediate catalytic species has also been reviewed. The performance of anchored Pd complexes on mesoporous supports (MCM-41 and MCM-48), water soluble Pd complexes and supported Pd catalysts in carbonylation of aryl alcohols and olefins has been discussed in the context of catalyst-product separation. Some aspects of kinetic modelling and reaction engineering of these multiphase catalytic reactions have also been reviewed.     

A readily synthesized and highly active epoxide carbonylation catalyst based on a chromium porphyrin framework: expanding the range of available beta-lactones

[reaction: see text] Catalytic carbonylation of epoxides to beta-lactones was effected by a highly active and selective bimetallic catalyst comprised of a chromium(III) porphyrin cation and a cobalt tetracarbonyl anion. The complex is readily synthesized from commercially available compounds in high yield. Carbonylation of numerous linear epoxides, as well as bicyclic epoxides derived from 8- and 12-membered hydrocarbons, proceeded with high activity, selectivity, and yield.     

Palladium‐Catalyzed Hydroamidocarbonylation of Olefins to Imides

Carbonylation reactions allow the efficient synthesis of all kinds of carbonyl‐containing compounds. Here, we report a straightforward synthesis of various imides from olefins and CO for the first time. The established hydroamidocarbonylation reaction affords imides in good yields (up to 90 %) and with good regioselectivity (up to 99:1) when applying different alkenes and amides. The synthetic potential of the method is highlighted by the synthesis of Aniracetam by intramolecular hydroamidocarbonylation.     

Electrochemical Approaches to Carbonylative Coupling Reactions

The carbonylation reaction is an effective way to introduce CO or other carbonyl groups into organic compounds, and widely used in the preparation of aldehydes, ketones, amides, and esters. The replacement of conventional reaction approaches by greener electrochemical methods is appealing with great synthetic potential as well as inherent safety, owing to the avoidance of external oxidants or reductants and a more facile control in product selectivity. In this minireview, we give a summary of the recent development of carbonylation reactions via the electrochemical approach.     

Palladium-catalyzed enantioselective carbonylation reactions

Carbonylation,one of the most powerful approaches to the preparation of carbonylated compounds,has received significant attention from researchers active in various fields.Indeed,impressive progress has been made on this subject over the past few decades.Among the various types of carbonylation reactions,asymmetric carbonylation is a straightforward methodology for constructing chiral compounds.Although rhodium-catalyzed enantioselective hydroformylations have been discussed in several elegant reviews,a general review on palladium-catalyzed asymmetric carbonylations is still missing.In this review,we summarize and discuss recent achievements in palladium-catalyzed asymmetric carbonylation reactions.Notably,this review’s contents are categorized by reaction type.