镍催化环丁酮肟酯与芳基锌试剂的Negishi偶联反应

发展了一种镍催化环丁酮肟酯和芳基锌试剂之间Negishi偶联的方法.镍既作为亚胺自由基的引发剂,也作为芳基锌试剂与烷基自由基偶联反应的催化剂在反应中起作用.本方法可避免使用剧毒的氰化物,且具有很广的底物适应性和官能团兼容性,因此可能是一种具有潜在吸引力的高效合成烷基腈类化合物的新策略.初步的机理研究显示,该反应极可能经历自由基历程.     

亮点介绍

镍催化的芳基三甲基碘化铵与有机锌试剂的交叉偶联Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,4901～4904.芳香胺容易得到,也容易通过邻位锂化、付氏反应等转化成多种衍生物.然而,涉及到芳胺C-N键断裂的转化则较为少见.MacMillan等实现了镍催化的取代苯基三甲基铵盐与芳基硼酸的偶联(J.Am.Chem.Soc.2003,125,6046～6047),Wenkert和Reeves分别报道镍和钯催化的取代苯基三甲基铵盐与芳基Grignard试剂的偶联(Chem.Commun.1988,975～976;Org.Lett.2010,12,4388～4391).中国科技大学化学系王中夏等用简单的镍络合物(Cy3P)2NiCl2作为催化剂前体,实现了芳基三甲基碘化铵与有机锌试剂的有效偶联.该反应允许多种官能团的存在,适用于较宽范围的底物.亲电底物包括缺电子和富电子的芳香铵盐、吡啶基三甲基铵盐等,有机锌试剂包括取代苯基锌试剂、2-呋喃基锌试剂、甲基和苄基锌试剂等.NMe3+I-R+R1ZnCl Ni(PCy3)2Cl2(2 mol%)THF/NMP(V:V=1:1)90 oC,8 hR1RR=H,o-M...     

铁催化下二芳基锌和芳基格氏试剂的二氟烷基化反应

随着医药、农药、材料等领域对含氟化合物日益增长的需求,发展向有机分子中直接引入氟原子和含氟基团的方法受到了化学家们的广泛重视.近些年来,过渡金属催化的氟烷基化反应,作为一种温和可控向有机分子引入含氟基团的策略得到了快速发展.与此同时,从反应的高效简洁和绿色温和性角度出发,发展廉价金属作为催化剂以及使用廉价易得的氟卤烷烃作为氟烷基试剂是非常具有吸引力的.本文以绿色低毒的Fe（acac）₃为催化剂,首次实现了铁催化下二芳基锌与α,α-二氟炔丙基溴的交叉偶联反应.该反应条件温和、原料廉价易得,产物可以放大到克量级制备,并能进行多种转化.此外,这一铁催化体系还可以实现芳基格氏试剂与二氟烷基溴代的偶联反应,为合成二氟烷基芳烃化合物提供了一种有效方法.初步的机理研究表明,该反应可能经历了单电子转移的自由基反应历程,偕二氟炔丙基自由基存在反应催化循环中.     

钯催化卤代烷烃参与的自由基型转化反应

钯催化的交叉偶联反应经历了数十年的发展,已经成为一种重要的有机合成手段.相比于芳基和烯基卤代物,烷基卤代物参与的偶联反应具有诸多挑战,例如烷基卤代物和钯催化剂发生氧化加成较为困难,之后形成的烷基钯物种也面临易于发生β-H消除和质子化等副反应的挑战.近年来,有机化学家们大力发展了涉及单电子转移的新型钯催化体系,实现了烷基卤代物参与的一系列自由基型偶联反应,弥补了传统双电子转化模式的不足.本文以参与反应的底物类型为序,综述了近年来钯催化卤代烷烃的自由基型转化反应新进展.     

氮杂环卡宾-铁配合物催化碳-碳偶联反应的研究进展

作为传统贵金属催化剂的理想替代品,铁具有来源广泛、毒性低和环境兼容性好等特点,目前被用于多种环境友好的催化过程。近年来,氮杂环卡宾(NHC)由于其独特的空间和电子性质,常作为配体,不仅能够被应用于贵金属(如钯、镍和铑等)催化,在铁催化中也得到了广泛的应用。本文综述了氮杂环卡宾及铁配合物催化剂的特点,并重点讨论了近十年其催化的碳-碳偶联包括芳基-芳基交叉偶联、芳基-烷基交叉偶联、烷基-烷基交叉偶联等反应中的研究进展。     

一种有效合成3-芳基-4-氟烷基-2-噁唑烷酮的方法

报道了一种方便有效地合成3-芳基-4-氟烷基-2-噁唑烷酮的方法.用芳基胺作为起始原料通过与氯甲酸烯丙基酯反应以95.8%～99.5%的收率得到芳基氨基甲酸烯丙基酯.芳基氨基甲酸烯丙基酯与氟烷基碘在乙腈和水的混合液中由连二亚硫酸钠引发在室温下发生自由基加成反应得到氟烷基化的加成产物.加成产物在碱性条件下发生分子内的N-环合反应得到3-芳基-4-氟烷基-2-噁唑烷酮.整个反应都在室温下进行,并且没有用到光气合成了3-芳基-4-氟烷基-2-噁唑烷酮,该方法具有原料易得,条件温和,绿色环保的优点.     

镍催化的偕二氟芳基乙烯与有机锌交叉偶联反应立体选择性合成(Z)-单氟烯烃

报道了在Ni Cl2(dppp)催化和氯化锂促进下,室温下将偕二氟芳基乙烯与有机锌试剂进行交叉偶联反应,合成一系列(Z)-单氟烯烃的方法.该方法具有反应条件温和、操作简单、官能团兼容性较好、立体选择性出色等优点.     

镍催化偶联反应机理研究进展(英文)

近期发展了很多镍催化的偶联反应作为在有机合成中高效构建C–C键的方法,同时开展了很多关于控制镍催化反应活性和选择性的机理研究.这些研究发现,镍催化反应机理往往和相应的钯催化反应机理不同,因为镍催化偶联经常包括自由基和双金属机理.本文总结了镍催化偶联反应机理的最新进展.对于这些反应机理的理解为发展具有更高效率和选择性的镍催化偶联反应提供了帮助.     

基于C—N键断裂的芳基肼的偶联反应研究进展

综述了基于C—N键断裂的芳基肼参与的偶联反应,主要包含自由基偶联反应以及过渡金属催化自身偶联反应、Suzuki反应和Heck反应等方面的研究进展.这些研究表明芳基肼是一个非常高效的芳基来源.     

室温下叔丁醇钾促进烷基芳基硫醚的合成与机理研究（英文）

研究了在无金属参与条件下芳基溴化物与烷基硫醇的C—S交叉偶联反应.研究表明在室温、KO~tBu强碱作用条件下,各种缺电子的芳基溴化物与烷基硫醇均可以顺利地发生C—S交叉偶联反应,高产率地得到了一系列烷基芳基硫醚类产物.本研究同时对非金属参与的偶联反应机理进行了探讨.     

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.     

芳基乙烯基硅烷与芳基卤代物的Hiyama偶联反应（英文）

Hiyama偶联反应已经发展成为一种构筑C—C键的常用方法,尤其是在芳基-芳基和芳基-烯基偶联反应领域.Hiyama偶联反应通常需要使用R—SiF₃、R—Si(OMe)₃等活性高但稳定性差的有机硅试剂,发展基于稳定硅烷的Hiyama偶联反应是该领域重要的研究方向.报道了一类钯催化芳基乙烯基硅烷和芳基卤代物的交叉偶联反应,利用芳基乙烯基硅烷实现芳基化反应.反应具有较好的官能团兼容性,为制备二芳基类化合物提供了一种简便高效的途径.     

新颖的纳米镍催化芳基硼酸与芳基溴的偶联反应

纳米镍用于催化芳基硼酸与芳基溴的偶联反应，合成了一系列4，4′-双烷基环己基联苯类液晶，纳米镍在相转移剂十六烷基三甲基溴化铵的存在下回流反应15h，目的产物的收率为60%-65%。讨论了纳米镍催化偶联反应的可能活性位，镍催化剂经SEM-EDS表征平衡粒径为80nm，定量分析表明氧含量为33%；XRD测试结果表明纳米镍体相以单质态存在，但其特征谱线的d值普遍增大；由XPS分析得聘书纳米镍的结合能（2p3/2和2p1/2)为854.1eV和871.8eV，峰间距为17.7eV，表明纳米镍是以介于单质镍和氧化镍之间的价态存在。     

双有机碘化锌试剂与苯甲酰氯反应制备二酮类化合物的反应

在氰化亚铜与氯化锂存在下,以四氢呋喃为溶剂,在-25℃下双有机碘化锌试剂与苯甲酰氯发生偶联反应,一步合成了一系列对称双芳基二酮化合物,产物的结构通过IR,1HNMR,13CNMR,MS和元素分析表征.该方法反应步骤短,操作简单,收率好,是一种快速制备长链二酮类化合物的新方法.     

发展高效的不对称Suzuki-Miyaura偶联反应及其合成应用

为解决不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应中活性和选择性问题,我们设计并发展了一系列结构刚性的手性联芳基单膦配体.在发展高活性的大位阻交叉偶联反应方面,成功地实现了邻位四取代芳基芳基之间的Suzuki-Miyaura交叉偶联,并发展了官能团化的大位阻交叉偶联,在邻位二取代芳基溴苯与二级烷基硼酸之间的大位阻芳基烷基交叉偶联中也取得进展.在发展高立体选择性的交叉偶联反应方面,我们采用手性大位阻单膦配体和底物间次级作用相结合的设计理念,利用苯并噁唑啉酮辅基和芳基间的π-π作用,成功地发展了高立体选择性的邻位酰基化芳基芳基间不对称Suzuki-Miyaura偶联;利用极性基团双(2-氧代-3-噁唑烷基)次磷酰基(BOP)辅基和芳基间的极性π作用,成功地实现了应用性强的邻位氧基取代芳基芳基间高效不对称Suzuki-Miyaura偶联.最后我们首次将高效的不对称SuzukiMiyaura偶联方法学应用于天然产物合成,完成了手性联芳基天然产物Korupensamine A和Korupensamine B的高效不对称合成,并完成天然产物Michellamine B的立体选择性全合成.     

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.     

可见光促进下氟烷基砜对芳基烯烃的自由基氟烷基化反应

自由基氟烷基化是向有机分子中引入氟烷基的一类非常重要的方法,也是目前有机化学研究的热点之一.近几年来,由于广泛的官能团兼容性和温和的反应条件等优点,可见光促进的氧化还原催化反应得到了长足的发展,已经成为化学键的构建和活化的有力工具.因此,光氧化还原催化的自由基氟烷基化反应,作为向有机化合物中引入氟烷基的有效途径,受到了广泛关注.本文报道了我们发展的氟烷基砜作为一类方便易得的新型氟烷基自由基前体,在可见光氧化还原催化下实现对烯烃的自由基氟烷基化反应.该反应可以高效地向芳基烯烃中引入三氟甲基、二氟甲基、1,1-二氟乙基、苯基二氟甲基等各种含氟烷基基团,并实现对芳基烯烃的双官能团化转化.     

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

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...     

镍催化非活化烷基亲电试剂与二氧化碳的直接羧化反应(英文)

二氧化碳是一种储量丰富且廉价易得的可再生性碳一资源。化学工作者建立起来的一系列过渡金属催化的CO_2作为羧化试剂的新反应方法学,成功地将CO_2高效转化成在精细有机合成中有着重要用途的羧酸及其衍生物等高附加值的化学品.CO_2通常作为亲电试剂或环加成底物与各种亲核试剂或含不饱和键的化合物进行反应.最近,过渡金属催化的两种不同亲电试剂的还原交叉偶联反应作为一种构建碳-碳键的直接而有效的新方法受到了研究者的极大关注.此种方法不同于传统的交叉偶联反应,不再使用难以制备且对水和氧敏感的金属有机化合物,原料易得且操作非常简便.其中亲电试剂与CO_2的直接还原羧化反应便是一种合成功能羧酸的更绿色的新方法.Martin课题组之前报道了首例钯催化的芳基溴代物与CO_2的还原羧化反应.Tsuji课题组也发现了反应条件更温和的镍催化的芳基或烯基氯代物与CO_2的直接羧化反应.随后Martin课题组发展了苄基氯代物、芳基或苄基酯、烯丙基酯等一系列亲电试剂直接还原羧化反应.而对于含有β氢的非活化烷基亲电试剂,由于其不易进行氧化加成反应,同时原位形成的烷基金属试剂容易进行β氢消除及二聚等副反应,使得这类底物参与的直接还原羧化反应极具挑战性.最近,Martin课题组在含有β氢的非活化烷基亲电试剂与CO_2的还原羧化反应研究方面取得了突破.使用锰粉作为还原剂,氯化镍乙二醇二甲醚配合物与2,9-二乙基-1,10-邻菲罗啉配体组成的催化体系能有效抑制β氢消除及二聚等副反应,在室温及常压条件下便可高效地将一系列含有β氢的非活化烷基溴代物转化成相应的羧酸.此催化体系的底物适用性很宽,酯基、氰基、缩醛、醛、酮甚至醇羟基和酚羟基等活泼基团都能被容忍.他们应用此反应成功实现了具有生物活性的羧酸小分子化合物的一步合成.虽然确切的反应机理目前还不够清楚,但初步的实验表明催化循环中可能包含一价镍物种参与的单电子转移过程.基于此反应体系,他们随后也实现了包含炔基官能团的非活化烷基溴代物与CO_2的还原环化/羧化串联反应,环状α,β-不饱和羧酸产品的顺反构型可以很容易地通过底物及配体的选择进行控制.总之,Martin课题组发展的镍催化体系在温和条件下实现了含有β氢的非活化烷基亲电试剂与CO_2的还原羧化反应.此反应底物适用性宽,原料易得,操作简便,为合成功能团羧酸提供了一种行之有效的方法.此反应的成功也极大扩展了还原交叉偶联反应的底物适用范围.随着机理研究的深入,更多新型高效的非活化烷基亲电试剂与CO_2的还原羧化反应将会出现.     

基于自由基机理的有机硼酯化反应

有机硼酸和硼酸酯化合物是以Suzuki-Miyaura偶联为代表的多种重要化学反应的底物.发展有机硼化合物的高效合成方法具有重要意义.近十年来,基于自由基机理的有机硼酯化反应得以发展,并迅速成为高效构建碳硼键的一类重要方法.自由基硼酯化反应的一般策略为：利用不同反应条件产生的碳自由基活泼中间体与联硼化合物反应,生成相应的有机硼酸或硼酸酯.本文根据反应产生的碳自由基种类的不同,将硼酯化反应分为基于芳基自由基和基于烷基自由基两大部分.各部分依据自由基前体种类的不同,又具体分为基于碳氮、碳氧、碳卤等化学键的硼酯化反应以及羧酸脱羧硼酯化反应.最后,我们进一步总结分析了未来自由基硼酯化反应的研究趋势.