（有机化学专业论文）二醋酸碘苯促进的水相反应及cuⅡ联咪唑催化的sonogashira偶联反应研究.pdf

二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( i i ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应研究 中文摘要 二醋酸碘苯是一种制备简单、性质稳定、低毒、温和的催化剂，在有机合成 中有广泛的应用，其反应体系一般在有机溶剂中进行，而在水中进行的反应研究 较少。本论文第一部分研究了在碱性水溶液中，二醋酸碘苯促进酮和酚直接偶联， 一步得到w i l l i a m s o n 醚。本论文第二部分研究了碱性水溶液体系中，二醋酸碘 苯氧化二级芳胺的反应，根据底物取代基位置的不同，分别得到了四取代肼或醌 类氧化产物。目标产物的结构经1 hn m r ，1 3 cn m r ，i r 和h r m s 确认。 s o n o g a s h i r a 偶联反应是合成各种取代炔的非常有效的方法，其催化体系所使 用的金属一般是钯和一价铜，相比较而言二价铜催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应因 产率不理想而研究较少。本论文第三部分研究了c u ( o a c ) 2 h 2 0 2 ，2 联咪唑体系 催化卤代芳烃或杂芳烃与苯乙炔的s o n o g a s h i r a 偶联，产率较高。所得产物结构经 1 hn m r ，乃cn m r 和h r m s 进行了表征。 关键词：二醋酸碘苯；水相反应；二价铜离子；2 ，2 一联咪唑；s o n o g a s h i r a 偶 联反应 作者：黄素萍 指导老师：曾润生( 副教授) 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( i i ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应研究英文摘要 r e s e a r c ho nt h ea q u e o u sr e a c t i o n sp r o mo t e db y d i a c e t a t ei o d o b e n z e n ea n dt h es o n o g a s h i r ac o u p l i n g r e a c t i o nc a t a l y z e db yc u ( i i ) b i i m i d a z o l e a b s t r a c t d i a c e t a t ei o d o b e n z e n ei sa ne a s i l yp r e p a r e d ，s t a b l e ，l o w e rt o x i ca n dm i l dc a t a l y s t ， w h i c hi s w i d e l yu s e di no r g a n i cs y n t h e s i s t h o s er e a c t i o n sg e n e r a l l yp r o c e e d e di n o r g a n i cs o l v e n t s ，w h i l eo t h e r su n d e ra q u e o u sc o n d i t i o n sa r eh a r d l yr e p o r t e d i nt h ef i r s t p a r to ft h i st h e s i s ，w es t u d i e do nt h ed i r e c tc o u p l i n gr e a c t i o no fk e t o n ea n dp h e n o l p r o m o t e db yd i a c e t a t ei o d o b e n z e n ei nb a s i ca q u e o u ss o l u t i o n ，w h i c hg a v et h e w i l l i a m s o ne t h e ri no n es t e p i nt h es e c o n dp a r to ft h i st h e s i s ，w es t u d i e do nt h e o x i d a t i o no fs e c o n d a r ya m i n e s 、) l ，i t l ld i a c e t a t ei o d o b e n z e n e ，a n dt h eo x i d a t i v ep r o d u c t s c o u l db et e t r a h y d r a z i n e so rq u i n o n e sa c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n ts u b s t i t u t i n gp o s i t i o n s t h ep r o d u c t sh a db e e nc o n f i r m e db y1 hn m r ，1 3 cn m r , i ra n dh r m s s o n o g a s h i r ac o u p l i n gr e a c t i o ni sap o w e r f u lm e t h o df o rt h es y n t h e s i so fs u b s t i t u t e d a l k y n e s t y p i c a lm e t a lc a t a l y s t sf o rs o n o g a s h i r ac o u p l i n ga r ep a l l a d i u ma n d o rac o p p e r ( i ) ，h o w e v e r , t h ec o p p e r ( i i ) i ss e l d o mu s e df o rt h ec o u p l i n ga st h el o w e ry i e l d i nt h e t h i r dp a r to ft h i st h e s i s ，w es t u d i e do nt h ec u ( o a c ) 2 h 2 0 2 ，2 - b i i m i d a z o l ec a t a l y z e d s o n o g a s h i r ac o u p l i n gr e a c t i o no fp h e n y l a c e t y l e n ew i t ha r y lh a l i d e sa n dh e t e r o a r y l h a l i d e st op r o d u c ec o r r e s p o n d i n gp r o d u c t s t h es t r u c t u r e so ft h e s ep r o d u c t sh a db e e n c h a r a c t e r i z e db yl hn m r , 1 3 cn m ra n dh r m s k e yw o r d s ：i o d o b e n z e n ed i a c e t a t e ；a q u e o u sr e a c t i o n ；c o p p e r ( i di o n s ； 2 ，2 - b i i m i d a z o l e ；s o n o g a s h i r ac o u p l i n gr e a c t i o n l i w r i t t e nb y ：s u p i n gh u a n g s u r p e r v i s e db y ：r u n s h e n gz e n g 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文 不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏 州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本 声明的法律责任。 研究生签名：邋 日 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论 文合作部、中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论 文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。本入电子文档的内容和纸质论文的内容相一致除在保密期内的 保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的 全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权苏州大学学位办办理。 研究生签名：董垫 日 期：兰丝糊巨旦 导师签名：耋：；i 塑羔日期：銎2i ：梦 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( i i ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联l 重摩研究 一、引言 1 1 二醋酸碘苯在有机合成中的应用文献综述 自从1 8 8 5 年著名化学家w i l l g e r o d t 合成第一个有机高价碘化合物二氯碘苯( p h i c l 2 ) 至今，有机高价碘化合物的发展已有一百多年的历史，在此期间人们合成出了各种不 同类型的有机高价碘化合物。由于有机高价碘化合物具有制备容易、性质稳定、低毒 性以及在某些反应活性方面与金属化合物相似等独特优点而受到了化学家们的青睐。 二羧酸碘苯制各方法简便易行，是有机高价碘化合物中最重要、最具有实用价值 并被深入研究的一类化合物，其中应用最广的是二醋酸碘苯p h i ( o a c ) 2 ，近几年，大 量有关二醋酸碘苯p h l ( o a c ) 2 催化反应的研究论文和综述陆续发表。 2 0 0 0 年以来，二醋酸碘苯p h i ( o a c ) 2 在有机合成中的应用主要有以下几方面： 1 1 1 二醋酸碘苯氧化酚 二醋酸碘苯作为氧化剂将酚氧化为醌的反应早有报道，当该反应以乙腈作为溶 剂，并且在h f i p 1 1 或b r o n s t e da c i dt f a 2 1 催化下( s c h e m e1 ) ，发生氧化胺化生成含 氮化合物。 h r p 燃2 h f i p0 r t f a s c h e m e1 二醋酸碘苯氧化对位取代的酚，当该反应在质子性溶剂醇中进行时( s c h e m e 2 ) ，将在羰基对位的碳上引入烷氧基【3 1 。而该反应产物作为中间体再经过自由基环化 反应脱去烷氧基，生成苯并杂环化合物。 中 r o c n 小i p h l ( o a c ) 2 m e o h b u 3 s n h 。a i b n t s o ho rr m g x ，t s o h r 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( 1 ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应研究 一 同样，二醋酸碘苯在醇中氧化对位取代酚后，在手性二级胺催化下发生分子内不 对称m i c h a e l 加成( s c h e m e3 ) ，选择性生成一系列多环化合物【4 】，该反应在天然化合 物的合成中也有广泛应用。 铲弦m s h m 骱e o 骱h0 凫 m e “6 s c h e m e 3 o h 当遇到苯酚对位相连的尹或一位上有胺基的化合物时，二醋酸碘苯氧化其发生螺 环化反应( s c h e m e4 ) ，生成氮杂五元、六元螺环化合物【5 1 。c i u f o l i n i 课题组对该类反 应进行了综述【6 】，该方法为生物碱的合成提供了全新有效的方法。 h o p h i ( o a c ) 2 z ( c f 3 ) 2 c h o h s c h e m e 4 以氟代质子性溶剂t f e 7 ( a ) ( s c h e m es ) 或h f i p 7 ( b 为溶剂，各种取代酚在二醋酸 碘苯促进下与链状或环状的烯烃化合物( 包括噻吩、呋喃) 发生【2 + 3 】氧化环加成反应。 该反应首先是二醋酸碘苯氧化酚得到一个亲电中间体，该中间体与高活性的烯烃反 应，一步得到各种杂环化合物，如二氢呋喃并苯并呋喃、四氢吡喃并呋喃等。 s c h e m e 5 如果反应在作为亲核试剂的芳香烃中进行【8 】 则会同时发生氧化f r i e d e l c r a f t s 反应( s c h e m e6 ) ，使“芳环极性反转 ，该类反应也是合成石蒜科生物碱的有效途径。 2 鹏、。 蚴阼拦 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( i i 溅咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应研究 r r r 2 r p h l ( o a c ) 2 一 a 卜h o o m e x s c h e m e 6 1 1 2 二醋酸碘苯促进的氮杂环丙烷化反应 普通烯烃与- 取代肼在碱性条件下【9 】，二醋酸碘苯促进其发生氮杂环丙烷化反应 ( s c h e m e7 ) 。 r 1 - 心r 2 r 3 - n h 2 p h l ( o a c ) 2 r 3 n i r 3 = r 1 a r 2 o ，q 。 s c h e m e 7 在三氟甲磺酸铜催化下，二醋酸碘苯促进5 甲基2 吡啶磺酰胺与烯烃的氮杂环丙 烷化反应【1 0 ( s c h e m e8 ) ，该反应经历了铜盐与5 - 甲基一2 一吡啶磺酰胺的螯合过程。 u s 刚h + r 、2 p h l ( o a c ) 2 c u ( f f a c ) 2黜 一 n c h 3 渊 r 1 a r 2 s c h e m e 8 二醋酸碘苯与对甲基苯磺酰胺可直接反应生成一个不稳定的中间体p h i = n t s ，在 铜盐催化下，该化合物与烯烃衍生物发生不对称的氮杂环丙烷化反应【1 1 ( s c h e m e9 ) 。 9 2 + p h l - - - - n t s 5m 0 1 c o p p e rs a l t 5 5m 0 1 l i g a n d m s4 a t s n。, c 0 2 m e s c h e m e 9 烯烃与对甲基苯磺酰胺的直接氮杂环丙烷化反应需在强碱叔丁醇钾以及 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反戍研究 p h i ( o a c ) 2 1 2 体系诱导下进行1 2 ( s c h e m e1 0 ) 。 ( 3e q u i v ) p h i ( o a c ) 2 1 rr封1r43h2一cich2ch2ci m s4 a 辫 k 。 “ 香港大学的支志明课题组报道了在r h 2 ( o a c ) 4 催化下，二醋酸碘苯促进不饱和磺 酰胺发生分子内的氮杂环丙烷化反应【1 3 ( s c h e m e1 1 ) 。该课题组近来又报道了铁金属络 合物催化下二醋酸碘苯促进的磺酰胺与烯烃的分子间或分子内的氮杂环丙烷化反应 【1 4 1 。期间，b o i s 课题组分别在2 0 0 3 年和2 0 0 6 年【1 5 】报道了铑催化的分子间和分子 内的氮杂环丙烷化反应。a l 、s ，n h 2 0 2 r h 2 ( o a c ) 4 p h i ( o a c ) 2 s c h e m e1 1 以上都是二醋酸碘苯促进的胺类化合物与烯烃的分子内或分子间的氮杂环丙烷 化反应，生成三元氮杂化合物，同样亚胺与活泼亚甲基化合物也能发生该反应。 - 对甲基苯磺酰亚胺与活泼亚甲基化合物在二醋酸碘苯和四丁基溴化铵的诱导 下也能很好的发生氮杂环丙烷化反应【1 6 l ( s c h e m e1 2 ) 。该反应可能是一个亲核加成 氧化环化的连续过程。 n t s p h 夕 c h 2 ( c o o e t ) 2 ，t - b u o k p h i ( o a c ) 2 ，b u 4 n b r t s p 憋 s c h e m e1 2 而活泼亚甲基化合物与硝基烯的m a c h a e l 加成产物在二醋酸碘苯作用下可以发 生与上述反应类似的氧化环丙烷化反应【1 7 ( s c h e m e1 3 ) ，生成三元环化合物o 2 0 0 3 年也 有一篇综述【1 8 】就二醋酸碘苯促进的氮杂环丙烷化反应做了相关介绍。 x n 1 5e q u i v 。p h l ( o a c ) 2 1 5e q u i v b u 4 n 1 0 2 t o l u e n e ，3 0 s c h e m e1 3 4 e o e 2 b n 0 2 0 2 洲2 c a t a l y s t h s 0 2 s c h e m e1 5 c h 键氧化胺化反应在没有金属配合物催化下也能发生。复旦大学的范仁华课题 组就报道了在p h i ( o a t ) 2 1 2 体系促进下，链状脂肪族氨基磺酸酯的s p 3 碳发生c h 氧化胺化反应 2 2 l ( s c h e m e1 6 ) ，生成各种吡咯烷、- 磺酰胺、各种磺胺衍生物。 1 1e q u i vp h l ( o a c ) 2 1e q u i v1 2 c i c h 2 c h 2 c i ，4 0 s c h e m e1 6 以上是二醋酸碘苯促进的分子内的氧化胺化反应，而脲、硫脲、二氨基磺酸酯等 在二醋酸碘苯氧化下可以与烯烃发生分子内的双胺化反应。起初该反应需要在金属盐 催化下进行，如镍盐催化的二氨基磺酸酯【2 3 ( s c h e m e1 7 ) 或脲【2 4 1 与该分子内双键的双 胺化反应。 p 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( i i ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应研究 r 孓删嘞r n i c l 2o rn i ( a c a c ) 2 ( 1 0m 0 1 ) 2 0e q u i vp h l ( o a c ) 2 2 0e q u i vn a o a c d m f 4 0 s c h e m e1 7 三婶吨r 除此之外，该课题组还报道了在二醋酸碘苯氧化下，金属钯盐催化脲的分子内双 胺化反应【2 5 ( s c h e m e1 8 ) 。 n h 八i i n h t 0 s 炽m s 5m 0 1 p d s o u r c e 2e q u i vp h l ( o a c ) 2 1e q u i v b a s e s o l v e n t ，r t s c h e m e1 8 妒 最近有文献报道在路易斯酸或质子酸作用下另一种高价碘试剂p h i = o 可以在无 金属催化下氧化脲的分子内双胺化反应【2 6 ( s c h e m e1 9 ) 。 o n 儿n t s hh p h i = o t m s o t f c h 2 c 1 2 7 8 t or t s c h e m e1 9 n _ t s 1 1 4 二醋酸碘苯促进的芳环的偶联反应 未活化的苯环在无金属催化下直接偶联一直是研究难题，c a n e s i 等人用二醋酸碘 苯可以实现苯胺衍生物与噻吩的直接氧化偶联 2 7 ( s c h e m e2 0 ) 。 悯删n 膨rz 兮器 r s c h e m e2 0 最近t s c 等人报道了在氯金酸催化下二醋酸碘苯氧化简单芳烃发生双分子偶联 2 s ( s c h e m e2 1 ) ，该反应物条件温和，对底物的适用性强。 6 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应研究 r 蛰即赢2 r 1 2t 0 0 1 h a u c l 4 h o a c rr：坶3 3 r ：坶3 一 点1 s t h e m ez l 1 1 5 二醋酸碘苯引发的自由基反应 p h i ( o a t ) 2 或p h i ( o a t ) 2 1 2 体系可以引发n 、o 、c 自由基成环，是合成多种杂 环化合物的有效方法。 m a d s e n 等人利用p h i ( o a c ) 2 1 2 作为氧自由基引发剂，与苄基碳反应生成稠环化 合物【2 9 ( s c h e m e2 2 ) 。 o c 二2 p h p h l ( o a c ) 2 ，1 2 ，d t m p c h 2 c 1 2 ，r t h v , 3 0m i n 5 2 o p h d t m p = 2 , 6 - d i - t e r t - 4 - m e t h y l p r i d i n e s c h e m e2 2 在无溶剂条件下，二醋酸碘苯即可氧化酰腙经历一个氧自由基过程生成各种吡啶 二唑【3 0 1 。2 0 0 6 年m o g i l a i a h 课题组也报道了类似反应【” ( s c h e m e2 3 ) 。 烈一k r p h i ( o a c ) 2 义r s c h e m e2 3 与二醋酸碘苯类似的对甲氧基二醋酸碘苯引发羧基产位碳自由基生成内酯【3 2 1 ( s c h e m e2 4 ) 。 h c o o h a ，川 m e o y c 毗 p o w d e r e dk b r c h 2 c 1 2 a ，洲 一 s c h e m e2 4 b a y l i s h i l l m a n 酯在p h i ( o a c ) 2 1 2 诱导下生成磺酰胺自由基，再经氧化环加成合 成了3 喹啉羧酸酯【” ( s c h e m e2 5 ) 。 7 - 醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( i i ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i m 偶联反应研究 ： p h l ( o a c ) 2 ，1 2 ，c i c h 2 c h 2 c i q y ? 日 而链状不饱和对甲基苯磺酰胺在p h i ( o a c ) 2 1 2 诱导下也生成了磺酰胺自由基，与 分子内烯烃环加成，生成四氢吡咯或六氢吡啶衍生物【3 4 ( s c h e m e2 6 ) 。 t s h n v 众c i 竺生t s 叩八八c i 业 代攀吮旦黔一 打a t s n 夕c i - 、入、，c l + n 八丫u 葡萄糖衍生物在p h i ( o a c ) 2 1 2 诱导下生成酰胺自由基，经连续的1 , 5 - h 迁移、自 由基氧化、亲核环化反应生成了螺环化合物【” ( s c h e m e2 7 ) 。 o o r p h l ( o a c ) 2 o r s c h e m e2 7 o a n d o r r o r o 吡啶2 取代肼3 6 ( s c h e m e2 8 ) 或嘧啶- 2 取代肼【3 7 1 与各类醛反应的产物腙在 p h i ( o a c ) 2 诱导下发生自由基成环反应生成稠杂三氮唑。 a q 一旷剌。詈q n ，n h 焉 l 由 以上五方面是2 0 0 0 年至今二醋酸碘苯在有机合成中的主要应用，当然二醋酸碘 苯也经常被用于其它类型的有机反应中。如二醋酸碘苯促进的硫脲脱硫反应【3 8 1 、氧化 及，a 二取代酰胺生成少一个碳的酮【3 9 】等。 8 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应研究二 参考文献 1 c a n e s i ，s ；b o u c h u ，d ；c i u f o l i n i ，m a o r g l e t t 2 0 0 5 ，7 ，1 7 5 2 l i a n g ，h ；c i u f o l i n i ，m a zo r g c h e m 2 0 0 8 ，7 3 ，4 2 9 9 3 c l i v e ，d l j ；p e n g ，j ；f l e t c h e r , s p ；z i f f l e ，ve ；w i n g e r t ，d zo r g c h e m 2 0 0 8 ，7 3 ，2 3 3 0 4 v o ，n t ；p a c e ，r d m 。；0 h a r a ，f ；g a u n t ，m j za m 。c h e m 。s o c 2 0 0 8 ，1 3 0 , 4 0 4 5 c a n e s i ，s ；b e l m o n t ，p ；b o u c h u ，d ；r o u s s e t ，l ；c i u f o l i n i ，m a t e t r a h e d r o n l e t t 2 0 0 2 ，4 3 ，5 1 9 3 6 c i u f o l i n i ，m a ；b r a u n ，n a ；c a n e s i ，s ；o u s m e r , m ；c h a n g ，j ；c h a i ，d s y n t h e s i s2 0 0 7 ，2 4 ，3 7 5 9 7 ( a ) b 6 r a r d ，d ；j e a n ，a ；c a n e s i ，s t e t r a h e d r o nl e t t 2 0 0 7 ，4 8 ，8 2 3 8 ( b ) b 6 r a r d ， d ；g i r o u x ，m a ；r a c i c o t ，l ；s a b o t ，c ；c a n e s i ，s t e t r a h e d r o n 2 0 0 8 ，6 4 ，7 5 3 7 8 g u 6 r a r d ，k c ；s a b o t ，c ；r a c i c o t ，l ；c a n e s i ，s o r g c h e m 2 0 0 9 ，7 4 ，2 0 3 9 9 l i ，j ；l i a n g ，j l ；c h a n ，p w h ；c h e ，c m t e t r a h e d r o nl e t t 2 0 0 4 ，4 5 ，2 6 8 5 1 0 h a n ，h ；b a e ，i ；y o o ，e j ；l e e ，j ；d o ，y ；c h a n g ，s o r g l e t t 2 0 0 4 ，玩4 1 0 9 11 w a n g ，x ；d i n g ，k c h e m e u r z2 0 0 6 ，1 2 ，4 5 6 8 1 2 f a n ，r ；p u ，d ；g a n ，j ；w a n g ，b t e t r a h e d r o nl e t t 2 0 0 8 ，4 9 , 4 9 2 5 1 3 l i a n g ，j l ；y u a n ，s x ；c h a n ，只w jh ；c h e ，c m o r g l e t t 2 0 0 2 ，4 ，4 5 0 7 1 4 l i u ，p ；w o n g ，e l m ；y u e n ，a w h ；c h e ，c m o r g l e t t 2 0 0 8 ，1 0 ，3 2 7 5 15 g u t h i k o n d a ，k ；w h e n ，pm ；c a l i a n d a ，b j ；b o i s ，j d t e t r a h e d r o n2 0 0 6 ，6 2 ， 1 1 3 3 1 16 f a n ，r ；y e ，y a d v s y n t h c a t a l 2 0 0 8 ，3 5 0 ，15 2 6 17 f a n ，r ；y e ，y ；l i ，w ；w a n g ，l a d v s y n t h c a t a l 2 0 0 8 ，3 5 0 ，2 4 8 8 18 m t i l l e r , p ；f r u i t ，c c h e m r e v 2 0 0 3 ，1 0 3 ，2 9 0 5 19 w e h n ，p m ；l e e ，j ；b i o s ，j d o r g l e t t 2 0 0 3 ，5 ，4 8 2 3 2 0 l i a n g ，j l ；y u a n ，s x ；h u a n g ，j s ；c h e ，c m zo r g c h e m 2 0 0 4 ，以3 6 10 2 1 l i n ，x ；c h e ，c m ；p h i l l i p s ，d l zo r g c h e m 2 0 0 8 ，7 3 ，5 2 9 9 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( i i ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应研究 2 2 f a n ，r ；p u ，d ；w e n ，f ；w u ，j zo r g c h e m 2 0 0 7 ，7 2 ，8 9 9 4 2 3 m u f i i z ，k ；s t r e u f f , j ；h f v e l m a n n ，c h ；n f i f i e z ，a a n g e w c h e m i n t e n d 2 0 0 7 ，4 6 , 7 1 2 5 2 4 s t e u f f , j ；h o v e l m a n n ，c h ；n i e g e r ，m ；m u f i i z ，k za m c h e m s o c 2 0 0 5 ， 1 2 5 ，、4 5 8 6 2 5 m u f i i z ，k ；h 6 v e l m a n n ，c h ；s t e u i f , j za m c h e m s o c 2 0 0 8 ，1 3 d ，7 6 3 2 6 c o c h r a n ，b m ；m i c h a e l ，f e o r g l e t t 2 0 0 8 ，l o , 5 0 3 9 2 7 j e a n ，a ；c a n t a t ，j ；b 6 r a r d ，d ；b o u c h u ，d ；c a n e s i ，s o r g l e t t 2 0 0 7 ，9 ，2 5 5 3 2 8 k a r , a ；m a n g u ，n ；k a i s e r , h m ；b e l i e r , m ；t s e ，m k c h e m c o m m u n 2 0 0 8 ， 3 8 6 2 9 m a d s e n ，j ；v i u f , c ；b o l s ，m c h e m e u rz2 0 0 0 ，瓯1 1 4 3 0 r a o ，vs ；s e k h a r , k vgc s y n t h c o u m m u n 2 0 0 4 ，3 4 ，215 3 31 m o g i l a i a h ，k ；r a n i ，j u ；s a k r a m ，b ；r e d d y , n vzh e t e r o c y c l c h e m 2 0 0 6 ， 4 3 ，4 8 5 3 2 d o h i ，t ；t a k e n a g a ，n ；g o t o ，a ；m a r u y a m a , a ；k i t a ，yo r g l e t t 2 0 0 7 ，9 ， 3 1 2 9 3 3 j a e ，n k ；y u n ，m c ；y a n g ，j i t e t r a h e d r o nl e t t 2 0 0 2 ，4 3 ，6 2 0 9 3 4 l u ，h ；c h e n ，q ；l i ，c zo r g c h e m 2 0 0 7 ，7 2 ，2 5 6 4 3 5 m a r t i n ，a ；p 6 r e z - m a r t i n ，i ；s u f i r e z ，e o r g l e t t 2 0 0 5 ，7 2 0 2 7 3 6 a n i l ，k s ；y a s m i n ，m ；k a m a lr a e u r m e d c h e m 2 0 0 3 ，3 墨5 3 3 3 7 o m ，p ；v i k a s ，b ；r a v i ，k ；p a r i k s h i t t e u r zm e d c h e m 2 0 0 4 ，3 9 , 10 7 3 3 8 g h o s h ，h ；y e l l a ，r ；n a t h ，j ；p a t e l ，b k e u rzo r g c h e m 2 0 0 8 ，618 9 3 9 b e l l a l e ，e v ；b h a l e r a o ，d s ；a k a m a n c h i ，k g zo r g c h e m 2 0 0 8 ；7 3 ，9 4 7 3 1 0 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( 1 i ) 1 袋咪唑催化的s o n o g a s h i m 偶联反应研究 1 2s o n o g a s h i r a 偶联反应综述 各类取代炔在合成天然产物、生物活性分子以及材料科学方面有非常广泛的用途 【1 1 ，而端基炔与卤代芳烃或乙烯基卤代烃的s o n o g a s h i r a 交叉偶联反应正是合成各种 取代炔的十分有效的方法【2 】。 端基炔与卤代芳烃的s p 2 s p 偶联最初是以p p d 配合物为催化剂，三乙胺或哌 啶作为碱和溶剂或者以醇钠为碱、d m f 为溶剂进行的，但反应所需温度较高。后来 s o n o g a s h i r a 和h a g i h a r a 在反应中加入催化量的碘化亚铜大大改善了该反应的条件 【3 】，使其可以在室温下进行。因此以s o n o g a s h i r a - h a g i h a r a 命名的炔基化反应即 s o n o g a s h i r a 偶联被广泛应用至今。 经典的s o n o g a s h i r a 偶联反应需要用到贵金属钯，限制了它在工业上的应用。而 科学家后来研究发现单独用铜催化剂与特殊的配体配位也能很好翘疾现s o n o g a s h i r a 偶联，因此，铜催化剂逐渐取代了钯催化剂在s o n o g a s h i r a 交叉偶联反应上大放异彩。 早在1 9 9 3 年，m i u r a 课题组就成功地以无钯的c u i p p h 3 催化体系，以k 2 c 0 3 为碱，d m f 或d m s o 为溶剂，催化了碘代芳烃和端基炔的s o n o g a s h i r a 偶联【4 】 ( s c h e m e1 ) ，以很高的产率得到了目标产物。同时该体系也能很好地催化碘代烯烃与 炔的偶联。 a r - i +三 r 堡! ! ! 旦! ! 曼 ，a r 一兰三一r + 三三一r = _ 卜a r 一= = = 一k k 2 c 0 3 d m fo rd m s o s c h e m el 2 0 0 1 年v e n k a t a r a m a n 课题组【5 】在c u b r p p h 3 的基础上加入l ，1 0 菲咯啉或2 , 9 二甲基- l ，1 0 - 菲咯啉，形成络合物c u ( p h e n ) ( p p h 3 ) b r ( f i g u r e1 ) 和c u ( n e o c u p ) ( p p h 3 ) b r ( f i g u r e2 ) ，它不仅能较好地催化碘代芳烃与端基炔的s o n o g a s h i r a 偶联，也能有效催 化卤代芳烃与杂原子( n ，o ) 的偶联。 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( i i ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应研究 p h 3 p 、c 吒r c u ( p h e n ) ( p p h 3 ) b r f i g u r e1 h 3 2 0 0 3 年c a c c h i 课题纠6 1 将类似催化体系 氟甲基乙酰苯胺与端基炔的偶联环化反应中 3 c u ( n e o c u p ) ( p p h 3 ) b r f i g u r e 2 c u ( p h e n ) ( p p h 3 ) n 0 3 应用到2 一碘- - 三 ( s c h e m e2 ) 。 r 丫。 +弓r一cu(phen)(pph3)2n03 r 淞ri+ 弓r 啼l | i 、卜r n h k 3 p 0 4 。t o l u e n e ，11 0 u n c o c f 3 在经典的c u i p p h 3 的催化体系中加入超细镍粉【7 】或钴纳米簇【踟可以使反应的产率 达到非常理想的水平( 8 5 9 8 ) ，并且不受底物电子效应影响。 r o t h e n b e r g 课题组报道了只用铜的纳米簇 9 】在无钯无配体条件下催化的 s o n o g a s h i r a 偶联反应，该体系中的催化剂铜纳米簇廉价易得，无需配体及其它 助剂，且反应产率较高( 8 0 8 5 ) ，是一个非常绿色的催化体系。 上海有机所马大维课题组报道了c u i n , n - - - 甲基甘氨酸催化的一系列碘代或溴代 芳烃与芳香族或脂肪族端基炔的s o n o g a s h i r a 偶联【1 0 ( s c h e m e3 ) ，该体系的催化剂廉 价，后处理简单，只要通过水洗就可以除去，并且扩大了s o n o g a s h i r a 偶联的底物适 用范围。他们还利用该体系进一步催化2 溴舭三氟甲基乙酰苯胺的偶联- 环化的 串联反应【l l 】。 r - x + 三三一r c u lin,n-dimethylglyci斗near-x a r _ 三三堇一r + 三三一r ，a r _ 三三堇一 k 2 c 0 3 ，d m f 。1 0 0 s c h e m e 3 湖南师范大学的李金恒老师在2 0 0 7 年同时发表了两篇一价铜催化的s o n o g a s h i r a 偶联：( 1 ) 八面体结构的氧化亚铜与三苯基膦的催化体系，在催化量相转移催化剂 1 2 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应研究 一 t b a b l l 2 】存在下不仅能很好的催化碘代芳烃的s o n o g a s h i r a 偶联，而且对其它卤代 ( 溴代、氯代) 芳烃及杂芳烃也有很好的效果。( 2 ) 配体使用类似金刚烷结构的双氮 配体d a b c o ( f i g u r e3 ) ，该催化体系【1 3 ( c u l d a b c o ) 对各类卤代( 碘、溴、氯) 芳 烃或烯烃与端基炔的s o n o g a s h i r a 偶联都有很好的催化效果，对各种官能团都有很 好的兼容性，且配体比较廉价。 鹅 f i g u r e 3 毛金成老师先后报道了用c u b r r a c b i n o l ( f i g u r e4 ) 体系f 1 4 】以及c u i 8 羟基 喹啉( f i g u r e5 ) 体系【1 5 1 催化s o n o g a s h i r a 偶联反应，两个催化体系的配体都比较廉价 易得。前者同时可以催化苯硼酸与端基炔的类s o n o g a s h i r a 偶联，后者对碘代、溴代、 氯代芳烃、杂芳烃都有很好的兼容性。 o h o h o h f i g u r e4f i g u r e5 最近，s e k a r 课题组应用与外消旋b i n o l 类似的外消旋m ，- 二苄基b i n a m t l q ( f i g u r e6 ) 作为配体，与c u i 络合催化s o n o g a s h i r a 偶联反应。底物无论是对富电子 还是缺电子的碘代芳烃与端基炔反应的产率都非常高。 囝a 帅n 的洲卧 f i g u r e6 清华大学的付华老师报道了c u i ( 3 0m 0 1 ) m p c 1 刁( 1e q u i v ) ( f i g u r e7 ) 催化的邻 碘( 溴) 乙酰( 三氟甲基乙酰) 苯胺与端基炔的s o n o g a s h i r a 偶联反应，首次将反应 1 3 二醋酸碘苯促进的水相反应及c u ( ) 联咪唑催化的s o n o g a s h i r a 偶联反应研究 眦：k 旧h 6 b h a n a g e 课题组利用催化剂c u ( t m h d ) 2 并且在高压充c o 气体1 8 1 的情况下催 化碘代芳烃与炔的偶联加成( s c h e m e4 ) ，合成炔酮。 a r - i + r _ 三三三 2 0a t mc o 3 e q u i v n e t 3 9 0 5t 0 0 1 c u ( t m h d ) 2 ，t