Pd-NHC络合物催化交叉偶联反应的新进展

钯催化的交叉偶联反应能非常有效且方便构建碳-碳键并应用于农药、医药、新型材料和有机中间体等领域.多年来,各种不同结构的配体以及新型的催化体系被不断开发出来.其中N-杂环卡宾(NHC)配体毒性低,稳定性好,同时在反应过程中具备良好的配位能力,因而被作为新一代催化体系应用于各种不同的交叉偶联反应中.根据NHC结构特点综述了近年来新开发的Pd-NHC催化剂及其在多种交叉偶联反应中的应用.     

镍N-杂环卡宾配合物在均相催化偶联反应中的应用

 近十几年来, N-杂环卡宾的配位化学和金属有机化学发展迅速, 已成为均相催化反应中研究最为广泛的配体之一. 在许多过渡金属催化的有机合成反应中特别是偶联反应中, N-杂环卡宾与传统有机膦配体相比具有较高的反应性. 镍价格低廉, 在很多反应中有望替代贵金属钯催化剂. 本文总结了镍 N-杂环卡宾化合物在催化交叉偶联反应和还原偶联反应中的最新应用进展.     

负载型氮杂环卡宾钯络合物催化C—C偶联反应新进展

负载型氮杂环卡宾钯催化的C—C偶联反应由于具有反应活性高,催化剂便于分离和可重复使用等特点,已引起了人们的广泛关注.负载型氮杂环卡宾钯催化剂中的载体材料对催化性能和重复使用性能具有较大的影响.综述了不同类型载体材料制备的负载型氮杂环卡宾钯催化C—C偶联反应的研究进展,载体类型包括聚合物材料、硅材料、碳材料和磁性纳米粒子材料.此外,还对负载型氮杂环卡宾钯催化剂未来的发展前景进行了展望.     

镍催化醇衍生物构筑碳-碳键的偶联反应研究进展

过渡金属催化构筑碳-碳键的交叉偶联反应由于其高效性、高选择性而得到了研究人员的广泛关注.近年来,含C(sp³)—O键的亲电试剂由于其商业易得或容易合成、反应选择性高、环境友好等优点而被用来替代有机卤化物,应用到构建C(sp³)—C键的交叉偶联反应中.一系列高效催化体系得以陆续报道,其中镍催化剂由于其储量丰富、价格便宜以及独特的催化活性和选择性而被逐步应用到此类反应中,并取得了显著的成果.综述了镍催化醇衍生物参与的偶联反应的最新研究进展,主要包括镍催化甲醇或伯醇衍生物参与的偶联反应,镍催化仲醇衍生物参与的偶联反应,镍催化叔醇衍生物参与的偶联反应,以及镍催化缩醛和N,O-缩醛衍生物参与的偶联反应等.     

一价铜催化的N-对甲基苯磺酰腙与3-丁炔-1-醇的串联反应:一种四氢呋喃类化合物的新合成方法

最近几年来,利用稳定的重氮类化合物和N-对甲基苯磺酰腙类化合物作为金属卡宾前体,在过渡金属催化下通过形成金属卡宾的偶联反应引起了人们广泛的兴趣.金属卡宾前体与有机金属物种反应,可以生成金属卡宾中间体,并发生金属上基团的转移插入过程,得到新的有机金属物种,从而实现丰富的偶联反应.这类经由金属卡宾转移插入过程的交叉偶联反应为构建C?C键,C?N键以及许多环状化合物和不饱和有机分子结构提供了可靠而强有力的工具.本课题组一直致力于研究该类经由金属卡宾中间体的催化转化和偶联反应,报道了在铜催化下,对甲苯磺酰腙以及重氮类化合物可以与端炔反应,通过所形成的炔基铜卡宾中间体的转移插入过程,可高效得到联烯类化合物.该类反应条件相对温和,并且有很好的底物普适性.不仅各种多取代的联烯类化合物,而且苯并呋喃,菲以及呋喃等结构都可由这类铜催化的腙和炔烃的偶联反应来得到.在这些反应中,通过炔基铜卡宾中间体上炔基的转移插入过程,在形成了C(Sp3)-Cu键以后,通过铜的1,3-迁移过程,可以得到联烯结构,随后发生分子内杂原子的亲核进攻或者6π电子环化过程来实现苯并呋喃,菲等杂环类结构的构建.另一方面,该类反应进一步拓展和研究,可望得到其他有价值的有机分子骨架.环状的醚类结构,如四氢呋喃结构,也是有机化合物中常见的结构类型,我们希望从目前已经发展成熟的卡宾前体与炔烃生成联烯的偶联反应出发,通过分子内的串联过程来高效地构建取代的环状醚类结构.我们设想,在炔烃上引入氧原子作为亲核试剂,在形成联烯化合物以后,通过分子内氧原子对联烯基的亲核进攻,来实现串联的分子内关环反应,从而构建环状醚类结构.本文以CuI为催化剂,3-丁炔-1-醇为炔烃偶联组分,采用二芳基对甲苯磺酰腙作为金属卡宾前体,实现了取代四氢呋喃的合成.在对甲苯磺酰腙与3-丁炔-1-醇类化合物发生偶联反应生成二芳基联烯基化合物以后,采用一锅法实现分子内的关环反应,从而生成亚烯基取代的四氢呋喃化合物.该串联反应不仅具有原料易得和操作较为简便等优点,而且底物普适性和官能团耐受性都较好,多种取代的二芳基腙类化合物都能以较好的收率得到目标产物,从而为四氢呋喃类化合物的合成提供了一种新的方法.该反应进一步展示了经由金属卡宾中间体的交叉偶联反应的普遍性,将在有机化学和有机合成领域具有广泛的研究和应用价值.     

Pd催化交叉偶联P-C键形成反应

近30年来,Pd催化交叉偶联形成P-C键的反应在药物、催化剂配体、阻燃剂和高分子材料等领域受到普遍重视。本文介绍了Pd催化交叉偶联反应形成P-C键的方法,以及利用该法制备有机膦化合物的研究进展。作为反应底物的磷亲核试剂包括亚磷酸二烷基酯、亚膦酸酯、次膦酸酯、氧化膦、伯或仲膦、三芳基膦、亚磷酸三烷基酯、膦-硅(锡)化合物和膦-硼烷复合物等,参与偶联反应的亲电试剂包括卤代烯烃、卤代芳烃、三氟甲磺酸烯基酯、三氟甲磺酸芳基酯、乙烯基硼酸酯等,并对反应机理、反应条件和反应的影响因素进行了探讨。     

一种卡宾配合物的合成及其在Suzuki反应中的应用

合成了一种N-杂环卡宾的钯配合物,可用于高效地催化芳基溴化物和对甲苯磺酸芳酯对芳基硼酸的Suzuki偶联反应.该反应在二氧六环溶剂中以醋酸钾为助剂、空气氛下80℃即可进行,具有收率高、催化剂容易制备等优点.     

负载型N-杂环卡宾催化剂在有机反应中的最新研究进展

负载型氮杂环卡宾金属催化剂兼具氮杂环卡宾金属配合物和固体催化剂的优势,其具有反应活性高、反应完成后便于分离和重复使用等特点,已被广泛用于催化各类有机反应中.综述了基于有机聚合物、磁性纳米粒子、碳材料和硅材料等不同类型载体制备的负载型氮杂环卡宾金属配合物催化剂的合成与应用的最新研究进展.     

氮杂环卡宾-钯配合物催化Buchwald-Hartwig偶联反应最新研究进展*

钯催化的Buchwald-Hartwig偶联反应是用于构建C-N键非常直接有效的方法。氮杂环卡宾-钯配合物具有性能稳定、催化活性高等优点,是Buchwald-Hartwig偶联反应的高效催化剂。对这一领域近3年的研究进展作简要介绍。     

1,3-二烷基咪唑啉/Pd催化卤代芳烃的Heck和Suzuki反应

合成并表征了一种新型的有空间需求的N-杂环卡宾前驱体 1,3-二烷基咪唑啉盐. 这些咪唑啉盐与乙酸钯结合形成的高活性催化剂,可在温和条件下催化氯代和溴代芳烃的He ck和Suzuki交叉偶联反应.     

铜催化碳杂偶联反应的新进展

某些过渡金属可催化亲电性不饱和碳与含活泼氢的氮、氧、硫、碳原子直接成键,这种交叉偶联反应是现代有机合成中重要的手段之一.与钯、镍等过渡金属相比,铜是一种廉价且毒性低的金属,用铜来催化这些交叉偶联反应不仅可以节省贵金属的消耗,降低成本,而且可以减少对环境的污染,促进绿色化学的发展.对铜催化碳杂键偶联反应的最新研究进展做了综述。     

亚胺配体协同氮杂环卡宾钯配合物催化碳碳偶联反应的作用机制

在氮杂环卡宾-钯(NHC-Pd)配合物催化的碳-碳偶联反应中,配体结构对催化反应起到关键作用.为了实现更好的催化效果,不仅要对NHC配体进行结构优化,还需要第二配体的协同作用.然而,由于第二配体配位能力大大弱于NHC配体,其在催化反应中的协同作用往往被忽视.合成出了3种由相同结构NHC配体以及不同结构亚胺配体组成的NHC-Pd配合物来催化Suzuki-Miyaura交叉偶联反应.实验结果表明,在相同的反应条件下,3种亚胺配体协同的NHC-Pd配合物表现出了明显不同的催化效果.进一步采用理论计算来深入研究亚胺配体协同的NHC-Pd配合物在催化反应中的作用机制.通过完整催化循环过程的计算,发现虽然亚胺配体并没有参与到催化循环过程中,但亚胺配体与氯苯会形成竞争配位,它们与NHC-Pd(0)的配位能力差异直接导致实际参与催化循环的有效活性中心的浓度的差异,计算表明大位阻缺电子的亚胺配体更有利于反应的进行.通过研究,更好地阐明了亚胺配体在催化碳-碳偶联反应中的作用机制,并为NHC-Pd配合物的结构调控提供了新策略.     

无过渡金属催化的Suzuki-Type交叉偶联反应研究进展

过渡金属催化的Suzuki交叉偶联反应是构建碳碳键最高效和最广泛的方法之一,其广泛的研究极大地推动了合成化学的发展.当前Suzuki交叉偶联反应主要依赖于贵金属钯催化体系,然而,金属钯储量低、价格昂贵及高毒性等弊端已经严重地限制了其在现代合成中的发展.在过去二十年时间,无金属催化的Suzuki-Type交叉偶联反应受到了广泛的关注,许多新型高效的反应体系被开发报道.总结了近二十年无金属催化的Suzuki-Type交叉偶联反应的研究进展,主要涉及的反应类型包括碱、金属有机试剂和有机小分子促进的反应,并对相关的反应机理进行了阐述.     

氮杂环卡宾催化合成氰基化合物的研究进展

氰基化合物不仅广泛存在于医药和农药分子中,还是一类重要的中间体.传统合成氰基化合物的方法是使用氰化钠、氰化钾和氢氰酸等最简单的氰化试剂,但这类氰化试剂的剧毒性和不稳定性限制了其在合成中的应用.因此发展有机氰化试剂和无氰源试剂构建氰基化合物的策略备受关注.氮杂环卡宾是一类高效的有机小分子催化剂,可用于实现多种碳-碳(C—C)和碳-杂(C—X)键的形成.综述了氮杂环卡宾催化有机氰化试剂和无氰源试剂构建氰基化合物的反应,目的是引起更多的化学工作者关注该领域的发展,并提供氮杂环卡宾催化活化模式的新思路.     

氮杂环卡宾催化二氧化碳羧化反应的研究进展

二氧化碳是一种来源丰富的可再生资源,科研工作者一直致力于开发能够高效转化二氧化碳的催化体系。氮杂环卡宾在有机化学中是一类非常重要的催化剂,利用氮杂环卡宾-过渡金属配合物催化实现二氧化碳的高效化学转化受到了人们的广泛关注。本文主要根据氮杂环卡宾-过渡金属配合物进行分类,总结归纳了近年来氮杂环卡宾-过渡金属配合物催化二氧化碳羧化反应的研究进展。     

手性膦过渡金属配合物催化不对称交叉偶联反应的研究

自1973年Consiglio和Botteghi首次报道用(一)-DIOP的NiCl_2配合物催化芳基或乙烯基卤代物与仲烷基卤化镁交叉偶联生成光学活性的偶联产物以来,化学家们对不对称交叉偶联反应进行了深入研究。Hayashi等用手性二茂铁膦和手性β-氨基烷基膦的NiCl_2和PdCl_2配合物催化1-苯基乙基氯化     

铁催化的交叉偶联反应研究进展

过渡金属催化的交叉偶联反应具有反应条件温和、操作简单、底物范围广等特点而备受关注,其中,铁在地球上存储丰富、廉价、无毒、对环境友好,商品化的铁盐和含铁化合物种类繁多,是一种可供选择的、绿色的、较为理想的催化剂。 近年来铁作为催化剂应用于交叉偶联反应的相关报道逐渐增多,本文根据铁催化剂的不同种类,综述了近年来铁盐催化交叉偶联反应的研究进展,期望为相关的研究工作提供参考。     

镍催化构筑C(sp3)—C(sp3)键反应研究进展

过渡金属催化的偶联反应是构筑C-C键的高效方法,在有机合成中得到了广泛的应用.然而,相对于Heck反应、Negishi偶联与Suzuki偶联等构筑C（sp²）-C（sp²）键的反应,过渡金属催化的构筑C（sp³）-C（sp³）键的偶联反应较难进行,发展较晚.近年来,烷基-烷基C-C键偶联反应受到广泛的重视,一些高效催化剂被开发出来,其中镍催化剂展示出独特的催化活性和选择性.本文将综述镍催化烷基-烷基C-C键偶联反应最新研究进展,主要包括烷基亲电试剂与金属有机试剂交叉偶联反应、导向基参与的C（sp³）-H键活化的偶联反应、镍-光反应催化剂协同催化偶联反应、烷基亲电试剂与亲电试剂的还原偶联反应和镍催化烯烃加成反应等.     

Fe和Co催化的碳-碳偶联反应的最新进展

作为廉价而且低毒的金属, Fe和Co是发展催化剂的理想元素. 同时由于Fe和Co有着多种氧化还原价态, 它们的催化化学应该具有极其丰富的内容. 然而由于种种原因, Fe和Co的催化剂很少得到有机化学家的关注. 直到最近几年, 人们才发现Fe和Co的催化剂可以很好地催化碳-碳偶联反应. 综述了Fe和Co催化碳-碳偶联反应的条件、产率和选择性; 探讨了这些新奇反应的可能机理; 并介绍了这些反应在复杂化合物合成中的应用.     

Ni催化的Suzuki偶联反应

本文主要对Ni催化的Suzuki偶联反应的发展历程和近年来碳卤键断裂类、碳氧键断裂类、碳碳键断裂类、碳氮键断裂类和碳硫键断裂类Ni催化Suzuki偶联反应进行总结。通过近十年研究,各类新型催化剂、配体、添加剂不断被开发,使反应活性大为提高,反应条件越来越温和。对目前认为Ni催化的Suzuki偶联反应的机理进行了梳理,发现Ni催化的Suzuki偶联反应催化剂循环方式有两种,即Ni(0)/Ni(Ⅱ)循环和Ni(Ⅰ)/Ni(Ⅲ)循环。因此,本文认为研究和发展价廉的金属Ni催化剂是研究Suzuki偶联反应的一个重要方向,未来Ni催化Suzuki偶联反应的研究将会集中在机理探究、新型催化剂和配体设计、多类型碳碳键构建(Csp~2-Csp~3、Csp~3-Csp~3)以及广泛底物的不对称Ni催化的Suzuki偶联反应。