Cu催化烷基鹵代物及磺酸酯參與偶聯(lián)反應(yīng)的研究.pdf

1、過(guò)渡金屬催化烷基鹵代物參與的偶聯(lián)反應(yīng)由于可以直接對(duì)飽和碳中心進(jìn)行修飾而成為現(xiàn)代有機(jī)合成的重要方法。本論文在第一章首先綜述了Cu催化烷基鹵代物及磺酸酯參與偶聯(lián)反應(yīng)的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，然后簡(jiǎn)要介紹了其他過(guò)渡金屬催化此類反應(yīng)的最新成果。比較了Cu和其他過(guò)渡金屬催化的反應(yīng)特性和機(jī)理，從而得出結(jié)論:Cu催化此類反應(yīng)的機(jī)理不同于其他過(guò)渡金屬，發(fā)展新的Cu催化體系能夠很好補(bǔ)充現(xiàn)有的催化體系，完成其他過(guò)渡金屬催化的難點(diǎn)問(wèn)題。
　　 針對(duì)目前Cu催

2、化此類反應(yīng)的親核試劑主要集中于格氏試劑的問(wèn)題，我們選擇用有機(jī)硼試劑來(lái)作為新的親核試劑，這樣將解決格氏試劑的缺陷。在第二章，我們發(fā)現(xiàn)在LiO(t)Bu的輔助下，有機(jī)硼試劑能很好地轉(zhuǎn)金屬化到Cu催化中心上，并進(jìn)一步與烷基鹵代物及磺酸酯反應(yīng)，得到碳-碳連接產(chǎn)物，提供了第一例Cu催化烷基鹵代物的Suzuki-Miyaura反應(yīng)。該反應(yīng)具有以下特點(diǎn):1）良好的官能團(tuán)兼容性;2）對(duì)芳環(huán)上碳鹵鍵的反應(yīng)惰性，甚至能保留碳碘鍵;3）sp3C-OTs對(duì)比s

3、p3C-Cl的高反應(yīng)選擇性;4）反應(yīng)經(jīng)歷非自由基歷程。以上特性，使得我們發(fā)展的新方法不僅拓展了Cu催化烷基化反應(yīng)的概念和范圍，也有效地補(bǔ)充了Pd或Ni催化的Suzuki-Miyaura反應(yīng)。
　　 而Ni等過(guò)渡金屬催化二級(jí)烷基鹵代物參與的反應(yīng)被認(rèn)為經(jīng)歷自由基歷程，我們選擇用Cu作為新的催化中心，將有可能導(dǎo)致新的反應(yīng)過(guò)程。在第三章，我們發(fā)現(xiàn)在CuI/LiOMe/TMEDA的催化體系下，二級(jí)溴代烷烴能與二級(jí)烷基格氏試劑高效反應(yīng)，此外

4、，對(duì)于其他金屬催化中的惰性底物(R-OTs)，也能很好地參與反應(yīng)。該反應(yīng)是第一例過(guò)渡金屬催化非活化二級(jí)烷基親電試劑和二級(jí)烷基親核試劑的偶聯(lián)反應(yīng)，為兩個(gè)三級(jí)碳的直接連接提供了有效方法。更為重要的是，反應(yīng)產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)分析顯示得到構(gòu)型反轉(zhuǎn)產(chǎn)物，證明反應(yīng)傾向于SN2取代過(guò)程。因此，以容易制備的手性二級(jí)醇為起始原料，該反應(yīng)又為立體控制的碳碳鍵生成提供了通用方法。
　　 目前過(guò)渡金屬催化此類反應(yīng)的親核試劑主要集中在碳親核試劑，我們選擇用二

5、硼試劑作為親核試劑，將拓展此類反應(yīng)的范圍。在第四章，我們發(fā)現(xiàn)在CuI/LiOR的催化體系下，一級(jí)和二級(jí)烷基鹵代物能與二硼試劑進(jìn)行反應(yīng)，提供了第一例過(guò)渡金屬催化非活化鹵代烷烴的硼化反應(yīng)。通過(guò)該反應(yīng)可以合成一系列骨架不同且官能團(tuán)豐富的一級(jí)和二級(jí)烷基硼酸酯，而類似產(chǎn)物很難通過(guò)其他方法制備。同時(shí)，我們將烷基硼酸酯產(chǎn)物成功運(yùn)用于Pd催化的Suzuki-Miyaura反應(yīng)．實(shí)現(xiàn)sp3C-sp2C鍵的構(gòu)建。初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果排除了SN2反應(yīng)機(jī)理，顯示出與