「NR」Sonogashira偶联 ｜ 取代炔烃的制备

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定义

在铜钯催化下，末端炔与芳基、卤代乙烯偶联生成取代炔烃。可以认为是催化版本的Castro-Stephens偶联反应。

反应通式

起源与发展

1975年，K. Sonogashira和同事报告说，在温和的条件下，乙炔气与芳基碘化物或溴化乙烯反应，在催化量为Pd(PPh3)Cl2和碘化亚铜(CuI)的存在下，可以制备对称取代的炔。同年，R.F. Heck和L. Cassar的研究小组各自公开了类似的Pd催化过程，但都不是采用铜的协同催化，且反应条件苛刻。

反应的一般特征

1)Sonogashira偶联通常可以在室温或略高于室温的温度下进行，这是替代Castro-Stephens偶联所要求的苛刻条件的主要优势;

2)使用催化用量的铜(I)盐来避免处理冲击敏感/爆炸性的铜乙炔;

3)铜(I)盐可以是市面上可以买到的CuI或CuBr，其用量通常为卤化物或炔的用量的0.5-5 mol%;

4)钯催化剂最佳为Pd(PPh3)2Cl2或Pd(PPh3)4;

5)溶剂和试剂不需要严格干燥。然而，彻底的脱氧对于保持Pd催化剂的活性是必不可少的;

6)通常碱作为溶剂，但偶尔也使用助溶剂;

7)小批量和大批量(>100g)反应都很好;

8) 偶联是立体定向的;底物的立体化学信息保存在产品中;

9)芳基和卤代乙烯的反应顺序为I≈OTf > Br >> Cl;

10)碘化物和溴化物反应速率的差异允许在溴化物存在的情况下选择性地与碘化物偶联;

11) 几乎所有的官能团在芳香族和卤代乙烯基上都是耐受的。

机理

Pd先生成零价Pd活性催化剂，随后于卤代烃发生氧化加成，生成二价Pd配合物，接着和铜炔进行转金属化，生成的卤代铜在碱和炔的作用下，继续生成铜炔化合物，炔钯化合物则进行还原消除历程，重新生成零价Pd活性催化剂，同时给出偶联的取代炔烃化合物。

反应实例

1) DOI: 10.1021/acscatal.9b00218

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2) DOI: 10.1021/acs.jpcc.7b06426

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3) DOI: 10.1021/om2004817

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4) DOI: 10.1021/jo051882t

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5) https://doi.org/10.1038/s41467-019-13705-1

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6) https://doi.org/10.1038/s41557-019-0346-2

评述

Sonogashira偶联通过Cu与Pd的联用，使得炔的偶联反应可以通过催化反应进行，降低了反应的成本，而且反应可以在更加温和的条件下进行，拓展了反应的范围。

刘心元课题组还将该反应发展到不对称催化方面，这让我们看到了有机反应的魅力。

在进行研究的时候，不能被固化思维所局限

参考

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