SonogashiraPd催化的Sonogashira 反应
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发布时间：2024-10-24 02:44
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时间：2024-10-29 13:40
Sonogashira反应自从被发现以来，钯化合物一直是应用最为广泛的催化剂。在对原始反应条件进行了改进的基础上，人们成功实现了仅通过钯催化剂单独催化完成Sonogashira反应。此外，一些由Sonogashira反应诱导的串联反应也被发现，这使得该反应在有机合成中的应用范围更为广泛。
在钯催化Sonogashira反应的改进过程中，溶剂的变化是主线之一，辅以催化剂、配体以及碱的变化，这一发展过程得到了多方面的完善。例如，Miller等在1997年使用Pd(PPh3)Cl2/CuI为催化剂，在THF代替胺作为溶剂的情况下，可以在0℃完成反应，底物反应只需25～5 min，产率最高可达97%。
Krause等在1998年使用了THF作为溶剂，以稀Pd(PPh3)-Cl2/CuI为催化剂，Et3N为碱，完成了Sonogashira反应，该改进后反应条件使得反应的底物可以为普通试剂级化合物，除氧工序简化，减少了炔烃氧化偶联产物。Karpov等后来报道，使用Krause的方法可以完成苯乙炔与溴代杂环化合物的偶联。
Ecker等在1998年对Krause的方法作了改进，仍以THF为溶剂，Pd(PPh3)Cl2/CuI为催化剂，而改用K2CO3作为碱，在较为温和的条件下完成了带有吸电子基团的炔烃与碘代芳香化合物的偶联。
Shultz等在1998年使用乙醚为溶剂，以零价的金属Pd为催化剂，PPh3为配体，在室温下短时间内完成了底物的Sonogashira偶联，产率可达92%。
Buchmeiser等在2001年合成出了新型Pd催化剂1，在THF溶剂中，以Bu3N为碱，CuI的共同作用下，除碘代、溴代芳烃外，氯代芳烃亦能顺利得到偶联产品。
针对更为活泼的碘代芳烃，Yamaguchi等在1999年优化出了一种在DMF溶剂中完成的低温下的Sonogashira偶联方法，以Pd2(dba)3/CuI (dba: 二亚苄基丙酮)为催化剂，(i-Pr)2NEt为碱，此外还需加入(n-Bu)4NI作为活化剂，此方法需要严格除氧，在-20℃下实现Sonogashira偶联，适用于一些脆弱的天然化合物的合成。
Batey在2002年合成出了钯的碘化物催化剂2，在DMF溶剂中，以Et3N或Cs2CO3为碱，这一新型催化剂与CuI共同作用，可以高效催化溴代芳烃与炔烃的Sonogashira偶联反应，对于一些底物产率高达99%。
Hunckttmark等在2000年使用Pd(PhCN)2Cl2/CuI为催化剂，i-Pr2NH为碱，在二氧六环溶剂中，完成了活性较低的溴代芳烃与炔烃的Sonogashira偶联。
Chow等在2001年报道，以甲苯为溶剂，在Pd(PPh3)Cl2/CuI的共同催化作用下，可使用NaOH作为碱，在加入活化剂Bu4NI的情况下，同样可以完成溴代芳烃的Sonogashira偶联。
同年，Dai等在合成过程中使用乙腈/三乙胺作为混合溶剂，Pd(PPh3)4/CuI为催化剂，加入(n-Bu)4NI作为活化剂，顺利地得到了底物的偶联产物。研究表明，(n-Bu)4NI对于该反应具有显著的活化作用，产率较不加时提高了两倍多。
Elangovan等在近期以乙腈为溶剂完成了改进的Sonogashira反应中(n-Bu)4NI的活化作用。
近年来，人们发现很多Sonogashira反应仅使用钯作为催化剂是足够的，这不仅简化了反应工序，减轻了反应后处理的工作量，还使得人们能够更好地控制反应过程。
钯催化的无铜Sonogashira反应一般由简单的钯化合物来催化完成，反应中通常还需加入某些活化剂，例如卤化锌、氧化银、碳酸银、季铵盐等。在某些催化剂的反应体系中，没有活化剂的介入也同样可以顺利得到产品。
Yu等在1996年使用Pd(PPh3)4作为催化剂，在反应体系中加入ZnBr2，免去了铜盐的参与，顺利完成了碘代芳香烃与炔烃的Sonogashira偶联。
Azuma等在合成杂环共轭炔烃的过程中也使用了这一方法，产率可达83%。
Crisp在1998年报道，在催化剂为Pd(PPh3)4，溶剂为Et3N（或吡啶）的反应体系中加入ZnCl2/I2的混合物，可以使碘苯与炔烃的Sonogashira反应顺利进行。
无铜Sonogashira反应中，Nguefack等在1996年发现Bu4NHSO4对于该反应也具有活化作用。
近年来，Mori等在溴代和碘代芳香烃与炔烃的偶联反应中发现，不仅季胺盐，如TBAF（四丁基氟化铵）、TBAOH（四丁基氢氧化铵）和Ag2O（氧化银）对反应具有活化作用，Ag2O也可以使底物的Sonogashira偶联顺利进行，对于一些底物其产率可达99%。
Alonso等在2002年使用Pd催化剂4，在溶剂NMP（N-甲基吡咯烷酮）中，TBAOAc（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Sonogashira偶联产品。
Najera在2003年报道，使用催化剂5，在Alonso的方法下也可以完成溴代、碘代芳烃与炔烃的偶联，且TBAB（四丁基溴化铵）与TBAOAc具有同样的活化效果。
在2002年，Choudary等使用了一种独特的催化剂LDH-Pd0（双层氢氧化物承载的纳米级零价Pd化合物），在THF/水的混合溶剂中，完成了氯代芳香烃与苯乙炔的Sonogashira偶联反应，产率最高可达95%。
在钯催化的Sonogashira反应的联串化过程中，该反应成为了形成C-C键的重要途径之一，借助于该反应可以向分子中引入不饱和叁键。通过对这一不饱和键的进一步氧化、还原等作用，可以得到诸多衍生物，为许多化合物的合成开拓了更为广阔的途径。
例如，Amatore等在1995年以Pd(OAc)2为催化剂，TPPTS（Ph2P(m-C6H4SO3Na）为配体，在乙腈/水的混合溶剂中，完成了经活化的（三氟乙酰化）邻碘苯胺与己炔的Sonogashira偶联并成环的反应，得到了吲哚衍生物。
Dai等在2001年通过两步反应得到了吲哚化合物。首先底物在零价钯催化剂Pd(PPh3)4与CuI的共同作用下生成Sonogashira偶联产品，继而以Pd(PPh3)Cl2取代Pd(PPh3)4催化剂，并加入活化剂TBAF使上述产品进一步成环从而得到吲哚衍生物。
在合成吲哚化合物的同时，Amatore等在相同的反应条件下，发现邻碘苯酚与烷基取代的炔烃为底物通过上述反应得到苯并呋喃化合物。
Arcadi等在1996年报道，在催化剂为Pd(OAc)2-(PPh3)2/CuI，溶剂为DMF的体系中，同样可以完成碘代苯酚的Sonogashira偶联的联串化反应，得到苯并呋喃产品，并且在这一条件下，溴代苯酚也可以与三甲基硅化的炔烃反应得到类似的产品。
Fancelli等在1997年在PdCl2(PPh3)2的催化作用下，在四甲基胍为介质的固相反应体系中完成了乙酰氧基取代的邻碘苯酚与炔烃的Sonogashira偶联并成环的反应。
Nan等在2000年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，以乙酸邻碘苯酯代替邻碘苯酚为底物，在Pd(II)的催化下，使用多步法合成了该产品，偶联与成环便是利用了Sonogashira反应及其联串反应。
Roesch等在1999年将类似的联串化反应应用到了在医药方面较为重要的功能单体异喹啉衍生物的合成过程中，并在2002年以不同的催化剂通过同样的途径得到了类似的产品。
Zhang等在2002年相继以不同的吲哚取代物与炔烃在Pd(II)的催化下，通过Sonogashira偶联并成环的反应得到了重要的功能大分子的结构单元——β,γ取代的咔呤化合物，这些生物碱往往具有抗癌的功效。
同样在2002年，Kawasaki等利用类似的方法，合成出了具有生物活性，并且常常被用作许多大分子结构单元的苯并吡喃衍生物。
此外，Yue等在2002年利用这一途径合成了噻吩衍生物。
Sonogashira反应的改进和联串化应用，不仅简化了反应工序，减轻了反应后处理的工作量，还使得人们能够更好地控制反应过程，为许多化合物的合成开拓了更为广阔的途径。
扩展资料
由Pd/Cu混合催化剂催化的末端炔烃与sp2型碳的 卤化物之间的交叉偶联反应通常被称之为Sonogashira 反应(Eq. 1). 这一反应最早在1975年由Heck, Cassar以及 Sonogashira等发现. 经过近三十年的发展, 它已 逐渐为人们所熟知, 并成为了一个重要的人名反应. 目 前, Sonogashira反应在取代炔烃以及大共轭炔烃的合成 中得到了广泛的应用, 从而在很多天然化合物,农药医 药,新兴材料以及纳米分子器件的合成中起着关键的作 用。
