第9章 鈀催化C-C鍵交叉偶聯(lián)反應(yīng)的機(jī)理

1、鈀催化C-C鍵交叉偶聯(lián)反應(yīng)及其機(jī)理,Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2626-2634.,1. 鈀催化C-C鍵交叉偶聯(lián)反應(yīng),Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5062-5085.,2. 反應(yīng)機(jī)理,1 氧化加成 2 轉(zhuǎn)移金屬化 3 還原消除,存在問題： 1 缺乏更為具體深入的理論和驗(yàn)證研究。 2 對(duì)于具體的因素和條件對(duì)于反應(yīng)的影響缺乏明確和系統(tǒng)解釋和依據(jù)，如配體、金屬和底物的類型對(duì)于反應(yīng)的影響。,2.1 氧化加成,協(xié)同機(jī)理： 1 構(gòu)型保持 2 氣相反應(yīng) 3 某些極性溶劑,SN2機(jī)理： 1 構(gòu)型反轉(zhuǎn) 2 液相反應(yīng),1 位阻小的磷配體，按SN2機(jī)理進(jìn)

2、行，在烷基位置反應(yīng)。 2 位阻大的磷配體，按協(xié)同機(jī)理進(jìn)行，在芳基位置反應(yīng)。,Chem. Eur. J. 2010, 16, 13390-13397.,2.2 轉(zhuǎn)移金屬化,Suzuki couplings,1 Pathway 0: 沒有堿反應(yīng)不能進(jìn)行。 2 Pathway A: 主要的反應(yīng)途徑，堿首先活化硼酸。 3 Pathway B: 與Pathway A屬于競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，堿首先活化鈀中間體。,Stille couplings,1 環(huán)合機(jī)理 A：鈀過渡態(tài)上只有一個(gè)配體配位 B：有利于配體離去的特性（大位阻的磷配體） C：環(huán)合步驟為決速步（F取代Cl降低能壘，Au降低環(huán)合過渡態(tài)的位阻） 2 線性機(jī)理

3、 A：鈀過渡態(tài)上有兩個(gè)配體配位 B：有利于X基團(tuán)離去的特征（極性溶劑、三氟磺酸基） C：錫試劑取代X基團(tuán)是最高能壘,Negishi couplings,1 反式（trans）過渡態(tài)比順式（cis）的更容易生成 2 兩者是相互競(jìng)爭(zhēng)的反應(yīng) 3 只有順式過渡態(tài)可以轉(zhuǎn)化為最終產(chǎn)物 4 順反式不會(huì)直接相互轉(zhuǎn)換,Sonogashira couplings,1 Cu(I)可以活化炔烴生成炔基銅 2 根據(jù)脫質(zhì)子和配體交換的順序，可以將機(jī)理分為陽(yáng)離子型機(jī)理和陰離子型機(jī)理。 3 離子型機(jī)理與前兩種機(jī)理存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，可以有效提高反應(yīng)速率。 4 離子型機(jī)理中堿有兩個(gè)作用：結(jié)合質(zhì)子和鹵素（吸電基有利于反應(yīng)進(jìn)行）,C-H活化芳基化反應(yīng),1 轉(zhuǎn)移金屬化過程是反應(yīng)的決速步 2 鈀不與氫原子直接作用，堿與質(zhì)子結(jié)合后形成卡賓可以與鈀結(jié)合形成穩(wěn)定的環(huán)狀過渡態(tài) 3 Concerted metalation deprotonation (CMD)機(jī)理,2.3 還原消除,trans,cis,cis,1 只有順式產(chǎn)物會(huì)進(jìn)行還原消除 2 還原消除過程不可逆 3 過渡態(tài)能壘大小：vinyl Ph ethynyl Me， 馬來(lái)酰胺 “empty” ethylene PMe3 MeCN 4 能壘大小與電子接受能力成反比，因此電子接受能力差的配體（PMe3）會(huì)在還原消除過程前解離。,3. 結(jié)論,計(jì)算