《化学文献汇报》PPT课件.ppt

碳-氮偶联反应,柳海鹏 2014-12-23,碳-氮偶联反应,1.BuchwaldHartwig偶联反应 2.铜催化的C-N偶联反应,1.BuchwaldHartwig偶联反应,BuchwaldHartwig偶联反应（布赫瓦尔德-哈特维希反应）， 又称BuchwaldHartwig反应；BuchwaldHartwig交叉偶联反应 BuchwaldHartwig胺化反应钯催化和碱存在下胺与芳卤的交叉偶联反应，产生 CN 键，生成胺的 N-芳基化产物。 此反应是合成芳胺的重要方法。,历史,BuchwaldHartwig 这一类型的反应最早是由乌克兰的 Lev M. Yagupolskii 等在 1986 年发现的。他们用多取代的活化氯代芳烃与苯胺衍生物在 1mol% 的 PdPh(PPh3)2I 催化之下进行反应，得到了偶联产物，产率中等。 此后美国的 Buchwald 和 Hartwig 两个团队又分别在 1994 年重新发现这个反应。耶鲁大学的 Hartwig 等用的是对溴甲苯与三丁基锡基胺之间的偶联,历史,麻省理工学院的 Buchwald 等用的则是间溴苯甲醚与另一三丁基锡胺之间的偶联。,历史,后来又发展了第二代的 BuchwaldHartwig 反应即用游离胺和强碱，代替最早使用的氨基锡烷。,反应机理,展望,对反应所用溶剂的研究发现，对于某些底物来说，甲基吡咯烷酮和二甲基乙酰胺等非质子溶剂可以促进 -氢消除一步发生。以及非质子非极性溶剂（如间二甲苯）虽不能很好地溶解反应用碱叔丁醇盐，此类溶剂仍是此反应最好的溶剂。,2.铜催化的C-N偶联反应,形成C一N键的偶联反应包括取代芳香烃化合物与含氮化合物的偶联反应以及取代不饱和烃(烯烃,炔烃等)与含氮化合物的偶联反应含氮化合物包括芳香胺,脂肪胺,酞胺,亚胺,氨基甲酸醋以及含氮杂环类化合物等。,（1）取代芳香烃与含氮化合物的偶联反应,取代芳香烃与含氮化合物的偶联反应反应式如图所示。其中包括取代芳香烃与芳香胺的偶联反应，与脂肪胺的偶联反应，与酞胺的偶联反应，以及与含氮杂环类化合物。化学家们在成功实现这类反应的过程中开发了各种各样的配体,为此类反应增加了更多的可选途径。,（2）烯基、炔基酞胺类化合物的合成,1991年,ogawa课题组首次报道了取代烯烃与含氮化合物的偶联反应,但是只得到中等收率。Buchwald课题组对该反应进行了优化,他们以N,N-二甲基乙二胺为配体,在THF溶液中50一70条件下完成了了此反应,并获得较高的产物收率。不久后,马大为课题组用廉价易得的氨基酸作为配体对此反应进行了优化,也获得理想的产物收率。,历史,1998年,马大为课题组报道了铜催化的卤代芳烃与-氨基酸或-氨基酸进行碳-氮偶联反应。反应使用10 mol%的CuI作催化剂,碳酸钾作碱,DMA作溶剂,90反应使用的芳基卤化物甚至包括富电子的芳基溴化物。相比较传统的CN偶联反应,该反应条件温和,其底物分子上的羧酸基团很好的作为配体在反应中起了关键的作用。,历史,受到上个启发,进一步的研究发现含二级胺的氨基酸分子,如L-脯氨酸N-甲基甘氨酸等,可以很好的与铜催化剂配位产生高活性的铜催化剂物种,能够很好的催化芳基碘化物和溴化物与芳基胺类化合物的偶联反应。,历史,另外,在几乎同一时期,Goodbrand等报道了以1,10-菲啰啉作为配体促进的芳基碘化物与芳基胺的碳-氮成键反应,利用该催化体系,可以在相对温和的条件下制备得到三芳基胺类化合物。,历史,在早期的Ullmann缩合反应中,脂肪链的胺类是不能进行相应碳-氮成键反应的,但是配体的引入,可以很好的解决这个问题。特别是对于一级胺和环状的二级胺,在氨基酸配体或是其它双齿氧配体如二醇的促进下,可以顺利地与芳基卤化物进行偶联反应。值得一提的是Buchwald课题组发展的二酮配体,使芳基碘化物在室温就能与伯胺很好地进行碳氮偶联反应,反应条件非常温和,也充分体现了这样一类铜配合物具有很高的催化活性。,历史,对于铜催化的酰胺类化合物的碳氮偶联反应,配体的引入更是起到了至关重要的作用,而这部分工作也是研宄相对较多较系统的碳氮偶联反应。一是因为酰胺化合物芳基化的产物有着非常重要的应用价值,二是用钯催化碳氮偶联的方法在反应适用范围和效率上都存在问题。在这部分工作中,最突出的还是Buchwald课题组发