Suzuki偶聯(lián)反應的應用非常廣泛,而其所用到的催化劑和配體也是不勝枚舉,不同的催化劑和配體對于反應來說就是成敗的關(guān)鍵,今天我們就舉其中一例加以說明。
芳基鹵化物和芳基的三氟甲磺酸酯與芳基硼酸在Suzuki交叉偶聯(lián)形成二芳基,已經(jīng)成為有機合成中一個非常強大的工具,而含有二芳基鍵的化合物從材料科學到藥物科學都具有廣泛應用。雖然Suzuki交叉偶聯(lián)最常用于合成二芳基,但乙烯基鹵化物/三氟甲磺酸酯與芳基硼酸反應生成苯乙烯衍生物亦是該工藝廣泛應用的重要組成部分。
對于Suzuki 偶聯(lián)反應中有很多反應參數(shù),例如催化劑、配體、堿、溶劑、溫度等,相應地,對于不同的反應底物,需要篩選不同的反應條件,而這往往是一件很復雜的事。基于此,我們針對于某一類的底物能不能找到一種多用途的催化劑,可以在溫和的條件下,用于Suzuki 偶聯(lián)反應。顯然,找到一個獨立于反應物結(jié)構(gòu)的、能夠可靠地用于Suzuki 偶聯(lián)的多用途催化體系是值得的。
在篩選催化劑的過程中作者發(fā)現(xiàn):Pd2(dba)3/P(t-Bu)3作為催化劑,多種芳基和乙烯基鹵化物,包括氯化物,均可以與芳基硼酸進行Suzuki交叉偶聯(lián),產(chǎn)率非常高,而且反應條件溫和;使用Pd(OAc)2/PCy3作為催化劑,可使多種芳基和乙烯基三氟甲磺酸酯與芳基硼酸進行Suzuki交叉偶聯(lián),反應條件也很溫和。這兩種催化體系共同覆蓋了Suzuki 偶聯(lián)反應中常見的多種底物。

Pd2(dba)3/P(t-Bu)3作為催化劑,在室溫的條件下,對于芳基鹵代物(氯代物也可以)和芳基硼酸的偶聯(lián)反應都有很好的收率。

該催化體系對反應活性較低的氯代芳基化合物也有很好的偶聯(lián)作用,只是反應溫度由室溫升至70 oC以上。

對于空間位阻較大的芳基鹵代物無論是Pd2(dba)3/P(t-Bu)3還是Pd(OAc)2/PCy3催化體系,均有較好的催化效果。

Pd2(dba)3/P(t-Bu)3催化體系,對于底物中的鹵代位與芳基硼酸的偶聯(lián)有較好的催化作用,而Pd(OAc)2/PCy3催化體系,對于底物中的三氟甲磺酸酯與芳基硼酸的偶聯(lián)有較好的催化作用。不同的催化體系,對于同一底物得到不同產(chǎn)品,具有較高的化學選擇性。

催化劑畢竟還是比較貴的,那能不能降低催化劑的當量數(shù),借此來降低反應的成本呢?答案是肯定的,從實驗結(jié)果來看,雖然降低了催化體系的當量數(shù),但是對于反應的結(jié)果基本無影響 (反應時間和反應溫度會做出相應的改變)。
對于乙烯基的鹵代物或者三氟甲磺酸酯,經(jīng)過作者的實驗發(fā)現(xiàn)Pd2(dba)3/P(t-Bu)3和Pd(OAc)2/PCy3催化體系,對于不同的底物會出現(xiàn)不同的情況,有的底物反應很慢甚至不反應,所以要選對催化體系才能得到理想的催化偶聯(lián)效果。

綜上,

Pd2(dba)3/P(t-Bu)3和Pd(OAc)2/PCy3催化體系,對于某些Suzuki交叉偶聯(lián)來說是很高效的催化體系,在實際應用的時候,對于某些特定的官能團應選擇與之相對應的催化體系才能得到相對應的產(chǎn)品和較高的收率。
參考文獻:DIO: 10.1021/ja0002058







