Buchwald–Hartwig

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Buchwald–Hartwig偶联反应(布赫瓦尔德-哈特维希反应),又称Buchwald–Hartwig反应Buchwald–Hartwig交叉偶联反应Buchwald–Hartwig胺化反应
中文名
偶联反应
外文名
Buchwald–Hartwig
意    义
合成芳胺的重要方法
类似的反应
 Stille反应和 Heck反应

Buchwald–Hartwig反应概念

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催化和存在下与芳的交叉偶联反应,产生 C-N 键,生成胺的 N-芳基化产物。
此反应是合成芳胺的重要方法。
反应中的芳卤也可为拟芳卤三氟甲磺酸的酚酯所代替。胺可为伯胺或仲胺,胺上的取代基可以为任何有机基团。钯催化剂常为钯磷配合物,如四(三苯基膦)钯(0),也可为三(双亚苄基丙酮)二钯(0)等其他钯配合物。
反应用碱一般为双(三甲硅基)氨基钠或叔丁醇盐
类似的反应为 Stille反应和 Heck反应。反应也可扩展到碳亲核试剂,如丙二酸酯;以及扩展到氧亲核试剂如,用于合成二芳醚,由此提供了铜介导的 Ullmann二芳醚合成和 Goldberg反应以外的选择。

Buchwald–Hartwig历史

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Buchwald–Hartwig 这一类型的反应最早是由日本Gunma 大学的Migita等人在1983年发现,该反应首次实现了在Pd(II)催化剂存在下的溴苯胺化。1994年, Buchwald等人发现,在Migita催化条件下,可以利用“一锅法”同时完成锡化物的制备和C-N交叉偶联反应。此后美国的 Buchwald 和 Hartwig 两个团队又分别在 1995 年几乎同时发现了没有有机锡化合物参与的溴苯的胺化反应。这就是早期的Buchwald-Hartwig交叉偶联反应。 耶鲁大学的 Hartwig 发表的文献:
Louie,J.;Hartwig,J.F Tetrahedron Lett.1995,3609
麻省理工学院的 Buchwald 发表的文献:
Guram,A.S.;Rennels,R.A.;Buchwald,S.L.Angew.Chem.Int.Ed.1995,34,1348
后来又发展了第二代的 Buchwald–Hartwig 反应,即用游离胺和强碱,代替最早使用的氨基锡烷。

Buchwald–Hartwig人物简介

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Stephen L. Buchwald 于1955年生于美国印第安纳州,就读于布朗大学获学士学位。1977年进入哈佛大学学习,并于1982年获博士学位。1984年,他作为助理教授进入麻省理工学院工作,1993年升为教授。多年来,他一直致力于碳-碳成键、碳-杂原子成键和新型配体设计与应用等方面的研究,并在有机化学领域获得诸多荣誉。
John F.Hartwig 于1964年生于美国芝加哥,从普林斯顿大学获得学士学位,1990年获得加州大学伯克利分校的博士学位。同年,他作为助理教授进入耶鲁大学工作,并在那里晋升为教授。2006年,他转入伊利诺伊大学Urbana-Champaign分校工作。他一直致力于过渡金属化合物催化的新型反应及其机理的研究,并因此获得多项荣誉。

Buchwald–Hartwig反应机理

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反应的催化循环如下。
首先 PdII 催化剂 (1)被还原为活性的 Pd0 物种 (2),(2) 脱去一个配体形成 (3),进入催化循环。芳卤 (4)与 (3) 发生氧化加成形成中间体 (5),(5) 与自身二聚物 (5b) 形成平衡。接下来,(5b) 中的一个卤原子被胺取代,形成中间体 (7),(7) 被强碱 (8) 去质子化,生成 (9)。然后 (9) 有两种可能的转化方式,一是发生还原消除生成需要的产物芳胺 (10),二是发生 β-氢消除生成副产物芳烃 (11)和亚胺(12)。两种情况下 Pd-L 物种都获得再生,进入下一个催化循环[1] 

Buchwald–Hartwig反应溶剂

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常用的溶剂为:甲苯,二甲苯,THF,DME,二氧六环,DMF,NMP,DMSO等。反应温度一般在70~110度之间。二氧六环/间二甲苯,甲苯/叔丁醇等混合溶剂因为能增加碱的溶解度,有时也会使用。
碱的使用
催化剂的使用
配体的发展
绿色化学
参考资料