（有机化学专业论文）离子液体中碘代芳烃与末端炔的sonogashira反应的研究.pdf

摘要 钯铜催化的卤代烃与末端炔的s o n o g a s h i r a 偶联反应是形成碳碳键的重要方法 之一，在有机合成中具有广泛的应用。此类反应主要是在有机溶剂中进行，如甲苯、 1 ，4 _ 二氧六环、四氢呋喃或n ，n - 二甲基甲酰胺，并加入铜盐作助催化剂。然而铜 盐能够导致炔的自身偶联副产物，同时产物的分离、昂贵的钯催化剂的回收使用以 及需要大量的有机溶剂等是催化过程存在的主要问题。 离子液体是一类新型的溶剂，呈现出比较有意义的性质如较宽的液态范围、较 好的热稳定性和化学稳定性、可忽略的蒸气压、潜在的可循环使用性，并且许多反 应可在离子液中进行。 本论文开展了膦配体的合成、离子液的合成及离子液中的s o n o g a s h i r a 反应等 研究工作。具体研究内容如下： 1 合成 b m i m p f 6 离子液体和1 ，1 双( 二苯基膦) 二茂钴六氟磷酸盐。 2 研究了膦配体、碱液、反应温度等对底物转化率的影响，寻找出最适宜碘苯 和苯乙炔发生化学反应的反应条件。 3 研究了各种碘代芳烃与几种末端炔的s o n o g a s h i r a 反应。 4 研究了碘苯与苯乙炔在p d c l 2 d p p c + p f 6 b m i m p f 6 体系的循环效果。 关键词：离子液体；s o n o g a s h k a 偶联反应；膦配体；循环使用。 a b s t r a c t t h es o n o g a s h i r ac o u p l i n gr e a c t i o n ( p a l l a d i u m - c o p p e rc a t a l y z e dr e a c t i o no f t e r m i n a la l k y n 嚣w i 氇a r y lo rv i n y lh a l i d e , s ) i so n eo ft h em o s ti m p o r t a n ta n dw i d e l yu s e d c - cb o n df o r m a t i o nr e a c t i o n si no f g 卸i cs y n t h e s i s 。t h es o n o g a s h i r ar e a c t i o ni sg e n e r a l l y c a r r i e do u ti no r g a n i cs o i v e n t ss u c ha sb e n z e n e ，t o l u e n e ，d i o x a n e , t h fo rd m f a n d c a t a l y z e db yp a l l a d i u mc o m p o u n dw i t hc o p p e rs a l t su s e da sc o c a t a l y s t s h o w e v e r , t h e c o p p e 薹s a l t sc 勰a l s oi n d u c eg l a s e r - t y p eh o m o c o u p l i n go ft h ea ! t k t n c s i nt h em e a n t i m e ， t h es e p a r a t i o no ft h ep r o d u c t sf l o mt h er e a c t i o nm i x t u r e ，t h er e c o v e r yo ft h ee x p e n s i v e p a l l a d i u mc a t a l y s t s ，a n dt h en e e df o ro r g a n i cs o l v e n t sa r e t h em a j o rd i s a d v a n t a g e si nt h e c a t a l y t i cp r o c e s s t h ei o o mt e m p e r a t u r ei o n i cl i q u i di san e wt y p eo fs o l v e n tt h a tp r e s e n ti n t e r e s t i n g p r o p e r t i e ss u c ha sw i d el i q u i dr a n g e , g o o dt h e r m a la n dc h e m i c a ls t a b i l i t y , n e g l i g i b l e v a p o rp r e s s u r e a n dt h ep o t e n t i a lf o rr e c y c l i n g , a n dm a n yr e a c t i o n sc a 虢b ec a r r i e do u t i n i o n i cl i q u i d w eh a v er e s e a r c h e do nt h es y n t h e s i so fp h o s p h i n el i g a n da n di o n i cl i q u i d ，a n dt h e s o n o g a s h i mr e a c t i o n 纽i o n i cl i q u i d t h em a i nr e s 越t sa r e a sf o l l o w s ： 1 s y n t h e s i s o fi o n i c l i q u i d 【b m i m p f 6 l a n d 1 , 1 - b i s ( d i p h e n y l p h o s p h i n o ) c o b a l t o c e n i u mh e x a f l u o m p h o s p h a t e 2 t h ei n f l u a n eo fp h o s p h i n el i g a n d ，b a s e , r e a c t i o nt e m p e r a t u r eo nt h es o n o g a s h i r a r e a c t i o nw a ss t u d i e da n df o u n do u tt h eb e s tc o n d i t i o nf o rs o n o g a s h i r ar e a c t i o no f i o d o b e n z e n ew i t hp h e n y l a c e t y l e n e 。 3 ，t h es o n o g a s h i r ar e a c t i o no ft h ev a r i o u sa r y li o d i d e sw i t hs e v e r a lt e r m i n a l a c e t y l e n e s 4 t h e r e c y e l a b i l i t y o ft h e s o n o g a s h i r a r e a c t i o no fi o d o b e n z e n ew i t h p h e n y l a c e t y l e n eu n d e rp d c l 2 d p p c + p f 6 b m i m p 鞫c a t a l y t i cs y s t e m 。 k e yw o r d s ：i o n i cl i q u i d ；p h o s p h i n el i g a n d s ；s o n o g a s h i r ar e a c t i o n ；r e c y c l a b l e 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研 究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过 的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法 律结果由本人承担。 作者签名： 低雹j 虱 日期：加口6 年1 2 月2 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中师范大 学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名： 1 雹 虱 日期：咖b 年l 明1 日 导师签名： 日期：年月 日 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中的 规定享受相关权益。回壶迨塞堡童卮澄蜃；旦主生；骂二笙；旦三至筮互! 作者签名： 1 鱼l 习 日期：加矗年l 胡湘 导师签名： 日期：年月 目 壤士学住论文 m a s t e r s t h e s i s 第一章绪论 挥发性的有机溶剂通常作为化学品工业合成过程中的介质，为人类生活的改善 起到了无法比拟的作用，但这些溶剂每年可向大气中排放的挥发性有机化合物估计 达2 0 0 0 万吨之多，这些排放造成的负面影响包括全球气候变化、城市空气质量变 坏、人类疾病等等。m o n t r e m 协议的签署导致迫切需要对化学过程进行重新评价。 一个典型的例子是最近荷兰的d u p o n t h y p a l o n 工厂由于使用氟代烃溶剂而被关闭。 为解决这一问题，目前有四种可供选择的方案：( 1 ) 无溶剂合成；( 2 ) 采用水作溶 剂；( 3 ) 使用超临界流体作溶剂；( 4 ) 采用离子液体( i o n i cl i q u i d ) 作溶剂。其中 离子液体是近年来绿色化学的研究热点之一，因为离子液体在工业有机化学品的清 洁合成方面显示出潜在的应用前景。例如，传统的傅一克反应在8 0 下反应8 h ，得 到产率为8 0 的异构体混合物；采用离子液体，同样的反应在8 0 下反应3 0s 得 到产率为9 8 的单一异构体【1 1 。除了它们所表现出的高活性高选择性外，离子液体 还具有对环境友好的优点。对于大多数使用挥发性有机化合物( v o c s ) 作为溶剂 的合成过程来说，离子液体将是v o c s 的有效替代品。 1 1 离子液体 离子液体( i o n i cl i q u i d ) ，又称室温离子液体( r o o m0 1 a m b i e n tt e m p e r a t u r ei o n i c l i q u i d ) 或室温熔融盐( r o o mt e m p e r a t u r em o l t e ns a l to r f u s e ds a l t ) ，液态有机盐( 1 i q u i d o r g a n i cs a l t ) 等，是在室温及相邻温度下完全由离子组成的有机液体物质。 最早的离子液体可以追溯到1 9 1 4 年，【e t n h 3 n 0 3 】( 熔点1 2 c ) 是今天所说 的离子液体的原形【2 1 ，直到2 0 世纪4 0 年代英国科学家无意中将氯化烷基吡啶和无 水三氯化铝混合时制备一种高导电性的不易挥发的室温离子液体后，对离子液体的 合成及其应用才开始进行广泛地研究。那时，化工学者研究最多的是二烷基咪唑或 烷基吡啶的卤化物与a t c l 3 或a 1 b r 3 的混合物，这些混合物表现出低熔点，并表现 出有意义的化学性质如超酯性，主要用于电化学和化学反应中。它既作溶剂同时也 可作催化剂，但其热稳定性差、在空中化学性质不稳定，使用较不方便。1 9 9 2 年， w i l k e s 领导的研究小组发现了对水、大气稳定且组成固定的非a 3 型离子液( 如 f b m i m p f 6 1 ) ，此时对离子液体的研究取得了飞速的进展1 3 。7 j 。2 0 0 0 年四月北大西 洋公约组织召开了有关离子液体的第一次重际性会议p j ，欧盟委员会制定有关离子 液体的3 年计划1 9 ，日本也有相关研究的报道口o l 。在我国，中国科学院兰州化学物 理研究所西部生态绿色化学研究发展中心，北京大学绿色催化实验室，华东师范大 学离子液体研究中心等机构也开展了专门研究。兰州化学物理研究所己在该领域取 得重大突破，率先在国际上实现了离子液体中环己酮肟的分子b a c k m a n n 重排，率 先制备了多种咪唑类离子液体润滑剂【1 1 】。 离子液体一般由特定体积相对较大的、不对称的有机阳离子和体积相对较小的 无机阴离子所组成。离子液体中常见的阳离子主要有( 如图) ：( 1 ) 1 ，3 _ 二烷基咪 唑离子、( 2 ) n - 皖基吡啶离子、( 3 烤 基季铵离子、( 4 ) 季膦离子等四类，而较为常见 的是前两者，如l 甲基3 - 乙基咪唑盐和n 一丁基吡啶盐。阴离子的种类也很多，可 以是c i 、a 1 c 1 4 、a 1 2 c b 。等，它们接触湿气会发生水解产生h c i 气体，使用条件苛刻。 现在研究侧重于对水和空气稳定的阴离子：b f 4 、p f 6 、c f 3 s 0 3 。、c f 3 c 0 2 、n ( s 0 2 c f a ) 2 、n 0 3 一、s b f 6 - “c - - 4 n g s 0 3 一等。离子液体的种类繁多，改变阳离子与阴离子的组 合，可以设计不同的离子液体。 r 1 ，艇孰、r 2r 2 刊 n r x h 4 - x + 【p r x h 。一+ ( 1 )( 2 ) ( 3 ) ( 4 ) 目前研究的离子液体，基本上由含氮有机杂环阳离子和无机阴离子构成，它们 突出的特性是f 1 2 - 1 s j ： a 由于组成离子液体的阴、阳离子可以根据利用者的需要或具有某种特种性质 而设计，所以离子液体也被称为“设计者溶剂”； b 与传统的有机溶剂相比，离子液体无明显蒸汽压，不易燃易爆，不易氧化， 在3 0 0 以下能稳定存在，是一种理想的溶剂； c 对许多无机盐和有机物具有良好的溶解性，这就使一些反应可以均相进行： d 离子液体具有大于3 v 的电化学窗口，对于电化学具有独特的作用和意义： e 有些离子液体对空气和水均稳定，便于反应操作处理和易于回收，是绿色溶 剂； f 有的离子液体与一些有机溶剂不互溶，可以提供一个非水、极性可调的两相 体系，在化学分离中可以作为一个水的非共溶极性相使用； g 有些离子液体表现出l e w i s 、f r a n k l i n 酸性及超强酸性，既可以作为溶剂使用， 又可作为某些反应的催化剂使用： h 离子液体通常含有弱配合离子，所以具有高极化能力而非配合能力。 这些特点使离子液体在有机合成、有机化学催化、无机化学合成、电化学、绿 2 色化学、分离过程、精细化学品加工、表面加工、微电子器件开发等领域显示出良 好的前景，也使离子液体受到了化工学者的重视。 1 2 室温离子液体的的应用 离子液体作为一种新型的有机溶剂，由于其特殊的性质已经被广泛应用到电化 学、化学分离和化学合成等方面，并且得到了很好的结果。离子液体为化学提供了 一个崭新的反应环境，因此具有良好的发展前景。 1 2 1 离子液体在电化学中的应用 电化学【1 6 】是离子液体最先应用的领域，始于2 0 世纪7 0 年代。早期的研究集中 于将离子液体作为电解液。相比于常用的水溶液，离子液体电化学窗口有所增大( 见 表1 1 ) ，具有良好的离子导电性，且离子液体可避免些金属( 如锂) 和水反应。 离子液体不挥发、不易燃，可以减轻自放电，作电池电解质不用像熔盐那样需要高 温，可以应用于各类电池、双电层电容器、金属的电沉积等领域。 表1 - 1 常见离子液体的电化学参数 离子液体髓p ( s m _ 1 ) n 1 0 3 ( p a s )电化学窗e v 【e m i m t f 2 n 0 9 63 5 【e i i m a i c l 4 1 1 7 - 2 2 7 3 【e m i m c c f 3 s 0 3 】 0 9 2 9 4 【e m i m b f 4 】 1 4 ( 2 5 )3 7 74 5 4 5 ( 1 0 0 ) 、 1 2 2 离子液体在分离过程中的应用 传统液液分离中使用有机水相两相分离，有毒、易燃、易挥发的有机相导致 人们不得不对安全措施高投入，尽管如此，仍不能保证除去有机残留物质带来的环 境污染。离子液体以其对有机物及无机物的高溶解度，高库仑引力导致的低蒸气压， 与水不混溶、可以反复循环使用，既不污染水相，也不污染大气，因此是真正意义 上的绿色溶剂，现在正被各国化学家在分离过程中越来越多地采用。更令人兴奋的 是，离子液体中被萃取的低挥发性有机物可以用超临界流体除去，这是两种绿色过 程的完美结合。表1 - 2 是最近发表的离子液体在分离过程应用的报道。 表1 - 2 离子液体在分离过程中的应用研究 研究人研究方向离子液体特点 r o g e r s 掣1 9 1 苯及其衍生物在离子液 【b m i m i i p f 6 】 不溶于水，不挥发， 体中分配系数可以反复循环使用 v i s s e r 【如l萘在离子液体中由超临 【b m i m v v 6 】 两种绿色过程结合 界c 0 2 萃取 q u e e n t s 大学离子液体处理油页岩 【b m h n a i c l 4 离子液体循环使用， 【2 1 】 【b m i m 【p f 6 】 有工业应用价值 a l a b a m a 大学眯唑溶于离子液体中处 i b m i m p f 6 有工业应用价值 理天然气中h 2 s 和c 0 2 离子液体从发酵液中萃 【b m i m p f 6 】，研究水和离子液体的 f a d e e v 2 3 1 取正丁醇 【o m i m p f 6 】 相互溶解度对萃取选 择性的影响 v i s s e 一卅苯衍生物、己烷衍生物在 【b m i m p f 6 】 两种绿色过程结合 离子液体中的溶解，并用 超临界c 0 2 萃取 r o g e r s l 2 5 】离子液体萃取c d “和【b m i m p f 6 等萃取效率高 h 9 2 + 1 2 3 离子液体在有机合成中的应用 以离子液体作反应系统的溶剂有如下一些好处：首先，离子液体为化学反应提 供了不同的分子环境，可能改变反应机理，使催化剂活性、稳定性更好，转化率、 选择性更高；其次，离子液体种类多，选择余地大；第三，将催化剂溶于离子液体 中，与离子液体一起循环利用，催化剂兼有均相催化效率高、多相催化易分离的优 点；第四，产物的分离可用倾析、萃取、蒸馏等方法，因离子液体无蒸气压，液相 温度范围广，使分离易于进行。 离子液体在化学反应中有许多的应用，如：氧化反应 2 6 2 9 】、脱水反应1 3 0 - 3 ”、 重排反应 a 4 - 3 2 1 、烷基化与酰基化反应1 3 ”、加成反应【3 9 “l 、亲核取代反应 4 4 1 、氢化 反应h 5 “1 、亲电取代反应 4 7 - 4 9 、羰基化反应【”5 1 1 、聚合反应p ”7 1 、m i c h e a l 加成f 5 8 j 、 烯烃的关环歧化1 5 9 1 、r o s e n m u n d - v o nb r a u n 反应、不饱和化合物的卤化和硝化 【6 1 删、c c 键和c - o 键的断裂瞄7 0 、环丙烷化的反应【”1 、烯丙基化反应m 1 、酶催 化反应田删、酯化反应【7 5 】、插入反应【7 6 1 以及过渡金属催化的c - c 偶联反应等。在 4 离子液体中进行的o c 键的偶联反应主要有以下一些。 1 2 3 1h e c k 反应 h e c 】【反应在合成c c 键中占有重要的地位，常用来使芳香环官能化。在有机 溶剂中进行的h e c k 反应中，均相p d 催化剂常从溶液中沉淀出来，p d 催化剂的循 环使用很困难。近年来，以离子液体为介质是h e c k 反应研究的热点之一。 h i s a h i r oh a g i w s s a 等旧研究了在离子液体中用p d c 催化非均相h e c k 反应。含 有p o c 的离子液体可重复使用，使用2 次后产率有所降低。用水冲洗离子液体层， 可恢复催化剂的活性并达到最初的活性。整个反应过程是清洁的。此反应最大的优 点是：催化体系可重复使用而不失去活性，反应中没有用昂贵的、有毒的、对产物 有污染的含膦的配合物。( e g1 ) x + 产器 o o e t ( 1 ) o l f c i l b o 等【7 8 】以p d “s i 0 2 为催化剂完成了离子液体【b m h n 】【p f 6 】中的h e 呔反应， 得到了非常高的转化率，而且产物易分离、催化剂可以重复使用。另外，反应中不 需加入膦作为配体，从而降低了反应成本，消除了使用膦带来的毒性及其对产物的 污染。( e 9 2 ) 0 o e t ( 2 ) 卡宾可高产率的完成芳基 r 囝r ；3 ， 对于液相介质中的h o c k 反应，有机膦配体的种类和性质对催化剂活性有很大 的影响。y a n g 等【踮】利用含烷基咪唑阳离子的有机膦配体和中心金属钯生成膦一卡宾 配合物对丙烯酸丁酯的芳基化具有很高的催化活性。( e g4 ) r b r 0 l i 一 钲 + 姒o e u 焉膏r 1 2 0 c s ，c o a ” l - h b r = v p p h 2 般来说，h c c k 反应在离子液体中进行可以大大缩短反应时间，而且离子液 体还可以起到稳定催化剂的作用。 1 2 3 2s u z u k i 反应 以过渡金属钯或镍催化的s u z u k i 偶联反应，由于其对底物的选择性较广、反应 条件温和、副产物少且产物易于处理等优点，一直是合成g c 键最有效的方法之一。 最近几年来，室温离子液体应用于s u z u k i 反应已取得了非常大的进展。 w e l t o n 等【8 l 】报道了在室温离子液体 b m h l l 】【b f 4 】中进行的s u z u k i 偶联反应，除 了产物易于分离外，催化剂可以回收重复使用。( e 9 5 ) 9br+q刚洲2嚣bmimbf4 c h 3 s r i n i v a s a n 等【8 2 】使用室温离子液体【b m i i l l 】【b f 4 】 6 ( 5 ) c h 3 同时辅以超声波辐射，在溶剂 乙醇中，以较低的澈度、较短的时间糖获 ：导了离产率的交叉偶联产物。( e 9 6 ) c a l o 簿洋确镪纳米粒予在离子液体( n c 7 h 1 5 ) 4 n b t 中催化s u z u k i 偶联反应也 取褥了很始的结果n 特别对于一些取代的氯苯也取得了很好的结果。( e 。g8 ) x = b r c i 1 。2 。3 。3t r o s t - t s u j i 炭应 。装， b e l i e f o n 等碑司用甲基环丙烷【b m 妇】【a 】作为钯催化的t r o s t - t s u j i 反应介质比 镬瓣b u c n h 2 0 更蒸毒霞势 b m i m c i 对蠢梳凌裁窍缀努熬溶解度，哥爨获褥壤 高的底物俄化剂比，使反成速度明擞改善；可用烷烃取代腈作为有机层；可以用 p d e l 2 替代p d ( o a c ) 2 ：能够搦制到反戏豹产生。( e + g9 ) o e 0 0 e t p d c l 2 b m i m c 司 e t 1 2 3 4s t i l l e 反应 h a n d y 等i 蚓在【b 艇h 】臻f 4 】中实现芳香溴代物或殃代物的s t i l l e 反波，反应产率 离，且溶剂与催化剂均可以蓬复使用5 次以上而不丧炎活性。( e g1 0 ) 嘉袋鐾器g 爱 。 旦莹! 登! ! l 莹塑! 塑i 望三越：塑i p d c l 2 ( p h c n ) 2 ，p h 3 a s ，c u l o ( 1 0 ) c a l o 掣州利用锻纳米粒子在季铵类离子液体中催化s t i l l e 反应也取得了很好的 效架，轰惑霹在鞍滋窝戆条转下完残。( 。瘩i i ) 段玲x + s 椭。丽( n - c t h 删i s ) 4 磊n b t 魏， 1 。2 。3 。5s o n o g a s h i r a 反应 最近几年来，黩温离子波体已应用到了过渡金属f 攫他的s o n o g a s h i r a 反应中， 并艟取得了非常大的进展。 f u k u y a m a 等【卅使用【b m h 【p f 6 】作离子液体，倦化剂为p d ( p p h 也c 1 2 ，税碱 ( 辩丙基骧) 静俸蔫下，完藏了瘸物盼耩联爱应，产攀高，该键伍泰| 循环霞次，产 率只是略谢降低。( e g1 2 ) a r l 十r 鬯鳖制掣a r g p r 2 n h6 02 h 哪2 ) 。 一 a j p c r 簿嗣臻鬻孑滚抟终溶裁，瓣碱遴霉往纯，党残了殃鼗芳经鸯幕臻炔戆 s o n o g a s h i r a 反应，产率高。循环四次，产率也只略有降低。( e - g1 3 ) 膨一+ 酽 【b m i m p f 6 】 岽娶旬。chpd c a t ， 一 一 吣”、。 6 0 r a t m a a n 等弹硝离子液体【b m h n l 田f 6 】伟为反应溶帮，幂用p d 倦化剂完成了 碘笨与端位炔的s o n o g a s h i r a 反应，催化剂可循环使用，且产率较高。( e g1 4 ) 刖+ 一蒿舞高a r ( 1 4 ， 埔士学值论文 m a s t e r $ t h e s i s 产飞 m e 一n v n 8 u n i c l ，挚、p p h 。 c l p a l l a d i u mc a t a l y s t 综上所述，离予液体的斑用前景非常广黼。现在，大量的窝验事安已经证明了 1 9 9 9 年s c d d o n 【”1 预言“几乎所有类毅的有机反应都可以在离子液体中进行”。时至 今瓣，生存蒡l ：凌邑j 成为藿赛茭溺关心静翔蘧；塞溢离予液俸懿磷究与开发必将为“绿 色化学”和“绿色工截”开辟新的道路，因而对其进行研究具有极其重要的意义，必将 产生深远戆影响。 1 3s o n o g a s h i r a 戚应的研究进展 s o n o g a s h i r a 反臌是现代有机合成最重要的手段之。它广泛地应用于取代炔烃 戳及大共辍炔烃戆食残，扶嚣塞缀多天然忧会锈、农药堪药、麟兴耪辩以及缝米分 子器件的合成中起潜关键的作用。 在这类反应中，最常用的催化剂是钯一膦配合物。一般来说，磷原子上的啦荮 密度越大，空间位黻越大，穰化效果越好。草麓盼s o n o g a s h i r a 反应通常在胺类溶 剂中进行，这不仅需要较高的反应温度，反应物也必须经过仔细地纯他并严格地除 氧。器管如惩，仍瓣够褥羁爵鬣懿炔烃氧纯藕联产穆。后来，入们在爱癍孛镶掰过 量的炔烃。该作法不仅不够缀济，而甩导致了分离上的困难。缀过近三十年的完蒋， 瑟今s o n o g 魏s h i r a 反疲已献游翔、鹱纯裁、配搽毅及辘翡交位等方嚣褥筏改进。 当前，s o n o g a s h i r a 反应的研究主簧集中在以下两个方面：一是合成并筛选能够 在滠和条传下高效催促卤代芳烃( 特别是氯代芳烃) 的催化体系；二是应用予 s o n o g a s h i r a 偶联反应的新合成方法。 1 3 1 催化盛代芳烃的s o n o g a s h i r a 偶联爱应 氯代芳烃相对于溴代和碘代芳烃而言，其原料易得、价格便宜，是一种适合于 大媲模生产的理想鼹辩。但出于其滔性低，难以被活化，园此合成并赡选意效的配 体怒当前s o n o g a s h 妇a 偶联反应研究的一个热廉。 3 。 穰纯羲健势烃豹s o n o p s h i r a 偶联疑盛 d a i 等使用乙胤三乙胺作为混合溶剂，p d ( p p h 3 ) d c u l 为催化剂，掘入活化剂 ( n - b u ) 搿i ，顺帮缝褥舞了底锈的耩联产物。实验结果袋翳：( n - b u ) , n i 对于该反应 有驻著的活化作用，产率较不加时提高了两储多。( c g1 5 ) a s ) a n a s t a s i a 等嗍发凌在黝c 憨( 或z n b r 2 ) 的作用下，壶翔( p 魄k 催纯氯苯鲍 s o n o g a s h i r a 偶联反威，产率高。( e g1 6 ) r 沁a = = ： p d ( p p h 3 ) , + 一r 糍嚣 泸6 ，+ r 飞两面瓦矿一：产r ( 1 6 ) t h f ，8 5 9 9 b u c h m e i s e r 等艄合成了薪型p d 整纯裁1 ，与国l 的共褥维舔下，在曩帮溶 剂中，以b u 3 n 为碱，也可究成无膦翦己体的氯苯的偶联产品。( e - g1 7 ) 伊+ 岔c t 瓣嗍， n l y a n g 等嗍选择p d ( o a c ) z c u i 作为催亿裁，c s 2 c 0 3 作为碱，2 作为德亿莉配体， 1 0 扎 在溶剂d m a c ( n ，n _ 二甲基乙酰胺) 中也完成了溴代芳烃的s o n o g a s h i r a 偶联，其 产率般达到了9 4 以上，而活性较低的、位阻较大的氯代芳烃在这一条件下也有 5 0 2 e 右的偶联产品生成。( e g1 8 ) r = o m e ，m e ，c h o r ( 18 ) 2 c h o u d a r y 掣9 5 忮用了一种独特的催化剂l d h - p d o ( 即双层氢氧化物承载的纳 米级零价p d 化合物) 在t h f h 2 0 的混合溶剂中，完成了氯代芳香烃与苯乙炔的 s o n o g a s h i r a 偶联反应，产率最高可达9 5 。( e g1 9 ) r = h 。o m e ，n o a 易依晨等【】使用催化剂p d c l 2 ( p c y 3 ：h ，碱为c s 2 c 0 3 ，在二甲亚砜中实现了底物 的s o n o g a s h i r a 反应。( e g2 0 ) 1 0 0 1 2 0 l u o 等【明使用催化剂p d ( o a c ) 2 和配体r a c - b i n a p ，在碱k , c 0 3 的作用下也完 成了底物的s o n o g a s h i r a 反应。( e g2 1 ) 1 1 t h a t h a g a r 19 8 】通过对催化剂用量及种类的筛选，成功地完成了底物的 s o n o g a s h i r a 反应，且产率较好。( e g2 2 ) p 叭伊檠兮龟r r = h m e ，c f 3 ，c ( h ) = o ，c o c h a ，c n 1 3 1 2 催化溴、碘代芳烃的s o n o g a s h i r a 偶联反应 k o s c k i 等【蚓发现在三甲基硅烷苯乙炔与对甲氧基碘苯的偶联反应中，p d ( o a c ) 2 为催化剂，在b u 4 n c i 和a 9 2 c 0 3 的共同作用下，得到了较高的产率( e g2 3 ) p d ( o a c ) 2 p p h 3 o 一圳s + m e - 等。司讹， t h f h u n c k t t i n a r k 等【1 删以p d ( p h c n ) 2 c 1 2 j c u i 为催化剂，i - p r 2 n h 为碱，在1 ，4 - - 二氧六环中，完成了活性较低的溴代芳烃与炔烃的s o n o g a s h i r a 偶联反应。( e g2 4 ) b r + r 2 一燃055 h6 39 5 r 舻帅， 书暑患器厶卜带， 一1 -d 1 一 r ，= h ，m e ，o m e ，c o m e ；r 2 = p h ，t m s ，c m e 2 0 h n a n 等i ”1 1 在合成乙酰氧基取代的苯并呋喃这种具有生物活性的功能小分子- 时， 以乙酸邻碘苯酪代替邻碘苯酚为底物，在p d ( i i ) 的催化下，完成了如下的串联反 应。( e 9 2 5 ) 双a c + p o ) p d ( p p h 3 ) 2 c 1 2 c u l ，e h n ，c h 3 c n 秘t h f ，m e o h ，n h 4 0 h ( i i i ) p d l 2 ，c b r 4 c s 2 c 0 3 ，c o ，m e o h c 0 2 m e n r 飞 6| 一p h ( 2 辩 疹d m o d 等1 1 0 在溴代和碘代芳香烃匈炔烃的偶联反应中发现，t b a f ( i 举i 四t 熬氟 化铵) 、t j b a o h ( 即姆丁基氯氧化铵) 、a 9 2 0 对反应具有活化傺用，可以使底物的 s o n o g a s h i r a 偶联颓稠进行。对于一些璃物其产率可运9 9 。( e g2 6 ) 八p d ( p p h 3 ) 4 o rp d 2 ( d b a h 。t h f 忍 r 鬟己广x + r 培弋磊两赢磊蕊瓦& 户一譬 s 4 - 9 9 r = o m e 。c n ，c o m e ；r 2 = a r ，a l k y l ；x = i b r d a i 等【9 1 】先将底物在零徐钯倦化剂p d ( p p h 3 ) 4 姆c u i 的共同作用下生成 s o n o g a s h i r a 稻联产晶，继蔼以p d ( p p h 3 ) 2 c 1 2 墩代f d ( p p h 3 ) 4 僵亿裁，并加入活纯髑 t b a f 使上述产品进一步成环从而得到吲哚衍生物。( e g2 7 ) 辩p d ( p p h 3 ) 4 c u i 。 n - b u 4 n i e t 3 n ：c h a c n ( 1 ：5 ) ( i i ) p d ( p p h 3 ) 2 c 1 2 t b a f = b r 1 b h a r t c s hd h u d s h i a 等1 嘲使角f p d ( a l l y l ) c l 】2 棒催纯裁，配俸a d c - 1 ，碱c s 2 c 魄， 在潞剂p h c h 3 厂r h f 中完成了溴代芳烃与端位炔的偶联，该类反应的产率均大于 8 0 。( e 。g2 8 ) 嗡吨 a 丞c 一 ： l 剐f a i l y l ) c i 2 a d c t o l u e n e 盯h f c s 2 c 0 3 ，r t 。1 6h p r p r 衙，? 人p r r l _ 三三i 一r 2 ( 2 8 ) n g u c 蠹c k 等【埘l 激p d ( o a e ) 2 为壤佳裁，谯乙鼹苏戆漫台溶裁孛，擞入活纯怒 b u 4 n h s 0 4 ，可使碘代或溴代芳烃与港乙炔顺利地进行s o n o g a s h i r a 反威。( e g2 9 ) p x + q 一p d ( o a c 羚) 2 , p p h 3r o o c h o w 等f 蚓以擎苯为溶帮，在p d ( p p h 3 ) 2 c i c e l 共同谨纯作用下，采用n a o h 作为碱，在加入活他剂b u 小l l 的情况下，同样可以完成溴代芳烃的s o n o g a s h i r a 偶 联。( e 9 3 0 ) p d ( p p h 3 ) 2 c 1 2 ，c u l a r 寺冀，r f 一- = 篓譬呈基l l l l 整oa r r 2 貉o 8 0 t o l u e n e 强= h ，c m e 2 ( o h ) ；r 2 = p - n 锡c 6 h s ，c 1 0 h 7 r o e s e h 等f 1 0 6 1 以二甲基甲酰胺( d m f ) 为溶剂，张催化剂p d c l 2 h 3 0 喵作用 下，使焉碳酸镳作为藏，竞残了赢耪耱褒联反应及箕枣联反疲，( e g3 z ) 0 0 咄t + o p d ( c h 3 c n ) 2 c 1 2 n a 2 c 0 3 ，d m f 3 1 ) z h a n g 等p 明相继殴雨阐盼嘲嫌取代物与炔烃在p d ( ) 瓣催纯下，通过 s o n o g a s h k a 偶联并成环的反应得到了重要的功能大分子的结构单元b ，y 取代的 舔辩纯台褥。这一象物碱往往吴有抗癌魏功效。( e g3 2 。3 3 ) 1 4 g 轮- e u t i ，l m c 叭 少n ， a 1 +l j ! 监黑滞, d m 些f 品 ( “) c u 。 0l(i)pd(pph3)2c12,cul,et3n ；2 ( o 乱。，m n h 2 m e ( a 3 ) r 1 = a l k y l ；r 2 = a i k y l b a t e y l l 惦】合成出了钯的碘化物催化剂3 ，与c u i 共同作用，在d m f 溶剂中，以 e t 3 n 或c s 2 c 0 3 为碱，可以高效催化溴代芳烃与炔烃的s o n o g a s h i r a 反应，对于 一些底物产率高达9 9 。( e g3 4 ) c a t 3 c u i e h n o rc s 2 c 0 3 p h 三三+a r b r p h d m f 8 0 5 2 4 h 7 4 - 9 9 q v 早。 oi p d a r ( 3 4 ) c h 3 3 a r = o c 0 2 m e c 6 h 5 ，o - c h o c 6 h 5 ，0 一m e c 6 h 5 a l o n s o 等f 1 嘲使用p d 催化剂4 ，在溶剂n m p ( n - 甲基毗咯烷酮) 、t b a o a c ( 四丁基醋酸胺) 的作用下，溴代、碘代芳烃均可以较高的转化率得到s o n o g a s h i r a 偶联产物。( e g3 5 ) r拶 r ，9 x + r 一 ，当薛0 舛c n m p 7 8 1 0 0 r ，泸r 2 r 1 = c i ，o m e ，o n ；r 2 = p h ，a l k y l e l a n g o v a n 等 ”l 健耀氢气与氮气黪混合气俸，滚不膀为溶翔完成7 溪代躐襄荨 炔烃的s o n o g a s h i r a 反应，同时该炔烃自身偶联产物大幅度的降低。他们认为 在窍氢气枣在教条绺下，氢气与反斑体系孛豹氧气撵搦，搀糕了锶蠼缘箨l 戆氧讫， 有剿于s o n o g a s h i r a 反应的进行。( e g3 6 ) 只伊+ 由黑黼t 蚴 k a w a s a k i 等l “q 琴l 媛p d - c u 攫化裁，合成出了具露生物活燃、并虽鬻豢被j 4 | l 终 许多大分予结构单元的苯并吡喃衍生物。( e g3 7 ) 。一p d ( p p h 3 ) 4 ，c u + 其一1 甄斋 r = a r ，a l k y | 勘曲a 1 i l b 【“2 等使用 p d c u i 作催化剂， 瘸联反应。( e 9 3 8 ) 廷 在混合溶剂乙腈和兰乙胺中宪成底物的 c u l ，【p d l ，1 0 0 0 f e u e r s t e i n 等u 羽使用手性配体t e d i c y p ，催化剂f p d ( c 3 h 5 ) a 】硝：i l i 、碱为k 2 c 0 3 ， 在d m f 串宠或溪枝芳烃酶s o n o 辞婊妇锾联。( e 。g3 9 ) 沪+ x p d ( c a h 5 ) c 1 2 r e d i c y p 。“。+ “。一 k 2 c 0 3 ，c u l ，d m f 6 0 1 0 0 t e d i c y p ： o 凹s 嘲等扛1 黠经耗裁及 9 。( e 毽4 0 ) g x + 兰兰 一r s 麓 p h 2 p 、 - - - p p h 2 扩啦 堂沪， x = i ，b r 2l = p h ( t - b u ) 2 3l _ ( 4 c f 3 c 6 h 4 ) 3 p 粱运等i “5 l 逶邀辩蓬纯粼题量豹黪选，突壤了惠代芳烃与蠛蕴浃魏鹬联，最骞 很高的产率。( e g4 1 ) 。 呵x + ，3 m o 瞄p d ( p p h 3 ) 2 c 1 2 釜兰；一r 1 一 t b a f ，8 ，n 2 李洪垒等f “冁用p d ( o a c ) 2 作德化剂，d a b c o 为碱，乙腈作溶帮，在空气中 完成了底物s o n o g a s h i r a 反应，且收攀较高。( e g4 2 ) r 移x p d ( o a c ) 2 r + 5 r 1 d a b c o , m e = c n , a i r + r 1 ( 4 2 ) b a b a j u 等【“卫利用p d ( 0 a c ) z - - ( o - t