铜催化水相Ullmann类型偶联反应研究进展

铜催化的Ullmann类型交叉偶联反应是有机合成中重要的合成方法.与通常有机反应中采用的有机溶剂相比,利用自然界储量丰富、廉价、绿色环保的水作为有机反应介质更符合当前所倡导的"绿色"化学和低碳可持续发展的要求.综述了最近几年来水相铜催化的包括C—N,C—O,C—S和C—C等Ullmann类型交叉偶联反应的最新研究进展.     

铜催化Ullmann C-N偶联反应的研究进展

铜催化Ullmann C-N偶联反应是一个重要的形成C—N键的有机合成反应。研究表明,合适的配体可以在很大程度上促进铜或铜盐催化的反应活性。新型的配体不断涌现,主要包括N-N、N-O和O-O双齿型配体,极大地推动了铜催化化学的发展。本文综述了添加不同结构配体的铜催化C-N Ullmann偶联反应,并对Ullmann偶联反应的发展前景作了展望。     

糖基配体促进的铜催化水相Ullmann型C—N偶联反应

开发了一种用于实现水相中的铜催化Ullmann型C—N偶联反应的绿色且高效的催化体系.以Cu I为催化剂、N-(2-羟乙基)-β-D-吡喃葡萄糖胺为配体,芳基碘化物、芳基溴化物与N-亲核试剂都能在水中实现偶联反应,芳基碘化物的吸电子取代和供电子取代效应影响较小.偶联产物的收率良好(61%~96%).该催化体系也成功扩展到各种吲哚与4-碘苯甲醚的水相偶联反应中.绿色且可降解的配体、温和的反应条件、绿色的水溶剂和广泛的底物适用性,使得该水相偶联策略具有重要的意义.     

铜催化C—S偶联反应的研究新进展

铜催化C—S偶联反应是有机合成中的重要手段,近年来一直是有机化学和催化化学的研究热点之一.按照反应中所使用的配体的不同对铜催化C—S偶联反应的研究新进展进行了综述.     

铜催化C—N,C—O偶联反应的研究进展

C—N,C—O键偶联是有机合成中的一类重要反应,铜催化的偶联反应是该类化学键形成中的主要手段之一,相比钯等过渡金属,金属铜具有低毒、廉价、反应条件温和等优点.按照所形成化合物的结构类型综述了铜催化C—N,C—O键偶联反应的最新研究进展.     

水相中铜催化含氮杂环化合物的N-芳基化反应

在水相中建立了一种简单实用、经济环保的实现含氮杂环化合物N-芳基化反应的催化体系.实验发现以廉价的Cu2O为催化剂,价廉、易获得的8-羟基喹啉为配体,n-Bu4NBr为相转移催化剂,在水相中100℃下含氮杂环化合物与卤代芳烃顺利反应生成C—N偶联产物,得到中等及优良的产率.     

赖氨酸修饰氧化石墨烯固体配体在C—N偶联中的应用研究

通过L-赖氨酸修饰氧化石墨烯(GO)制备了一种石墨烯杂化材料(Lys-GO).该材料作为一种固体配体用于铜催化的C—N偶联反应.考察了碱和温度对反应的影响.在100℃氮气气氛中,NaOH存在下,该固体配体辅助碘化亚铜催化一系列芳基化合物和氮杂化合物偶联,达到中等及以上收率.另外,该催化体系解决了均相催化剂和产品的分离困难和难循环使用的问题,降低了催化剂成本,减少了环境污染.     

SAPO-34分子筛载铜催化剂催化Ullmann偶联反应

以三乙胺为模板剂,通过水热合成法,改变不同硅铝比得到结晶度较好的SAPO-34分子筛.通过离子交换法和高压加氢的方法制得Cu-SAPO-34催化剂,并采用XRD、SEM、TEM、H2-TPR、XPS等方法对其结构进行了表征.结果表明,制备的催化剂形貌较规整,铜离子全部被还原为零价,还原后的铜纳米颗粒粒径较小且均匀分布在分子筛表面.将得到的Cu-SAPO-34催化剂应用于无配体情况下的沃尔曼偶联反应中,评价了其在Ullmann偶联反应中的催化性能,结果显示出Cu-SAPO-34在C—O键和C—N键的形成上展现了较高的催化活性.     

联吡啶金属配合物在偶联反应中的应用

联吡啶类配体具有超强的氧化还原稳定性和结构易修饰的性质,被广泛地用于合成金属螯合配合物或直接当作配体使用,在有机合成中的应用也变的越来越重要.主要从C—C,C—N,C—S,C—O和C—Se键的形成角度概括了联吡啶配体在各种偶联反应中应用的研究进展.     

Cu_2O/丁二酮肟催化芳基碘与芳胺偶联反应研究

钯催化的Ullmann反应合成C-N键获得成功~([1-3]),在各种配体参与下廉价的铜催化Ullmann反应形成C-N键,引起了人们的关注~([4-5]).配体在活化铜催化的偶联反应中非常关键,就此类催化体系所选的配体而言,目前报道的主要有N,N配体(如1,10-邻菲咯啉~([6])和二胺~([7])等)、N,-COOH配体(如氨基酸~([4]))、O,O配体(如联萘二酚~([8])和1,3-二酮~([9]))、N,P配体~([10-11])等,作者也曾用空气稳定的三价膦配体促进了此类反应~([12]).     

新型多吡啶Pt(Ⅱ)配合物可见光催化的N-苯基四氢异喹啉交叉脱氢偶联反应

本文合成了一种在水中和有机相中均有良好溶解性的新型多吡啶Pt(Ⅱ)配合物[Pt],并利用[Pt]作光催化剂,研究了N-苯基四氢异喹啉的可见光催化交叉脱氢偶联反应。在空气和室温条件下,高效实现了N-苯基四氢异喹啉和硝基烷烃在纯水相和有机相中的交叉脱氢偶联:在水相中,偶联反应的产率在81%以上;在有机相中,光照1h底物完全转化,对于不同取代基的N-苯基四氢异喹啉和硝基烷烃均得到几乎定量的偶联产物,产率大于97%。光催化剂[Pt]表现出的优异催化活性,为可见光催化活化C—H键提供了高效便捷的方法,拓展了水相进行的高效交叉脱氢偶联反应。     

铜催化交叉偶联反应研究的新进展

对Cu催化交叉偶联反应的最新研究进展作了综述 .该反应涉及碳—碳、碳—氮、碳—氧、碳—硫、碳—硒、以及碳—卤的成键 .反应的类型包括Ullmann反应、Suzuki反应、Stille反应以及Heck反应等 .还详细地介绍了Cu催化交叉偶联反应中选用不同的铜盐、配体以及溶剂时所产生的效果     

Pd-N-杂环卡宾化合物催化的Heck反应、Suzuki反应进展

Pd催化的C—C键偶联反应是形成碳—碳单键的重要反应之一.传统上,使用膦化合物为配体来调整催化活性及选择性.但大多数Pd-膦化合物对空气稳定性差,容易被氧化;在溶液中易于解离出膦配体而降低催化剂稳定性,通常需要给反应体系中加入较多的膦配体以保持催化剂的稳定性和活性.1991年发现的稳定N-杂环卡宾(NHC)类配体具有富含电子、给电子能力强,对金属配位能力强,结构易修饰等特点,使得金属-NHC化合物成为金属有机化学、催化等领域研究新的焦点.Pd-NHC化合物已经可催化多类有机反应,是继传统Pd-膦催化剂外的又一类高效催化剂.综述了近年来不同结构的NHC如单齿简单NHC、双齿NHC、含其它配位原子的NHC等配体与Pd的配合物在Heck反应、Suzuki反应等偶联反应中的应用.     

铜催化一锅法制备N,N-二甲基苯甲酰胺和苯腈

酰胺和芳腈结构广泛存在于天然产物、农药和医药分子中.传统的合成方法一般需要采用活化的羧酸及其衍生物或剧毒的氰化物作为原料.在我们前期铜催化C—CN键断裂以及C—N偶联的工作基础上,参考了碘苯与苯乙腈发生的氰基化反应以及苯乙腈与N,N-二甲基甲酰胺(DMF)发生的酰胺化反应,以Cu_2O为催化剂,邻菲啰啉为配体,氧气为氧化剂,采用苯乙腈、DMF、碘苯为反应物,"一锅法"同时进行酰胺化反应和氰基化反应,生成相应的目标产物N,N-二甲基苯甲酰胺和苯腈,产率分别可达到85%和75%.     

Ni催化的碳(sp2)-碳和碳(sp2)-杂交叉偶联反应

综述了Ni催化的碳(sp²)-碳和碳(sp²)-杂交叉偶联反应. 主要反应类型有: Heck反应、Sonogashira反应、Kumada-Corriu反应、Negishi反应、Stille反应、Suzuki反应、Ullmann反应、C—N偶联反应、C—O偶联反应、C—P偶联反应和C—S偶联反应. 详细地介绍了各个反应的底物要求、反应条件、反应选择性和产率. 最后, 我们对Ni催化的反应机理研究也作了总结.     

以羰基磷氧化物为配体的铜催化的C-S偶联反应

以邻溴苯甲醛为原料合成了一系列的羰基磷氧化物,用作铜催化的C-S偶联反应的新配体.在较温和的反应条件下可成功催化碘代芳烃或溴代芳烃与硫醇的偶联反应,收率最高达99%.     

水相钯催化Suzuki反应

钯催化的Suzuki反应是构建Csp2—Csp2键的主要方法之一,已广泛应用于医药、天然产物及先进功能材料等联芳类化合物的合成.近年来,水相Suzuki反应引起了人们的高度关注.对以纯水及水/有机混溶剂为介质的水相Suzuki反应的研究进展作一综述,特别是围绕如何解决水相Suzuki反应活性的问题,以催化体系为主线,重点介绍了水溶性配体/钯、表面活性剂、微波促进的非水溶性配体/钯及无配体钯等催化体系在水相Suzuki反应中的应用.     

纯水中有氧条件下Pd/C催化的无配体Suzuki反应简

报道一种在纯水中Pd/C催化的高效Suzuki反应体系,该体系无需除氧,且无外加配体和添加剂,底物普适性广泛,含有亲水或疏水基团的溴代芳烃都能被高效活化. 此外,对部分杂环芳烃与芳基硼酸的偶联反应也有较好的催化效果. 该催化剂可高效循环使用三次,且性能无明显下降.     

低价碘催化的氧化偶联反应研究进展

近年来,低价碘催化的氧化偶联反应取得了迅猛的发展,已经成为了一种构建C—C、C—O、C—N、C—S、C—P键及其它化学键的有效方法.与过渡金属催化的氧化偶联反应相比,反应无需过渡金属且条件温和,解决了过渡金属催化剂的高成本和毒性问题,符合绿色化学的要求.因此,碘催化已经引起了化学合成工作者越来越多的重视.综述了2010年至今低价碘催化氧化偶联领域所取得的研究成果,并对该领域进行了展望.     

Ullmann反应百年纪念及近期复兴——兼及碳-杂原子键的形成

1901年Ullmann报道了一个形成sp²C-C键的偶联反应,1903年报道了苯胺的N-芳基化反应,1905年又报道了苯酚的O-芳基化的缩合反应。这些经典的反应进入催化领域且范围又有扩展,但由于反应条件苛刻等缺点,也限制了反应的应用。20世纪末,在多位科学家的努力下,发现具有一定结构的化合物--配体,对于铜催化的Ullmann缩合反应（或交叉偶联反应）具有配体加速催化反应（LAC）的效果,于是引发了对这一反应的研究热潮。本文对于各种配体的选用,特别是草酰二胺类,对于无机碱,特别是有机离子性碱的选用以及铜源、配体的负载化、溶剂的考量和绿色化等方面进行了较为详细的讨论。鉴于在2004年已有单篇论文提出了Ullmann反应的复兴,Beletskaya则提出了精辟的问题：这就是复兴吗?在金属催化的交叉偶联反应中,铜催化是否已成为钯催化的有力竞争者?Beletskaya在历数了铜催化的优点之后,也深刻地列出了铜催化的五大不足之处。经过了十余年众多化学家的成功发展,本文对此给出了明确的回答。