概要
鹵化芳烴?芳基三氟甲磺酸?芳基磺酸鹽與Grignard試劑在鐵催化劑的作用下進(jìn)行的偶聯(lián)反應(yīng)。氯化芳烴是該反應(yīng)最好的底物。而溴化芳烴與碘化芳烴在該條件下優(yōu)先發(fā)生脫鹵素化反應(yīng)。
最初J. K. Kochi等人只報(bào)道了以鹵代烯烴作為底物的反應(yīng)實(shí)例,近年來A.Fürstner實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)在該類反應(yīng)中添加NMP(N-methylpyrrolidone)可以實(shí)現(xiàn)底物的一般性擴(kuò)展,使得該反應(yīng)變得更加實(shí)用。
該反應(yīng)中使用的都是廉價(jià)的氯代芳烴,廉價(jià)低毒性且稱取方便的鐵(III),而反應(yīng)條件也是十分溫和的0度~室溫的Practical條件,反應(yīng)時(shí)間也十分短暫(通常5~10分),并且具有很高的官能團(tuán)選擇性,是一個(gè)極其具有開發(fā)潛力的反應(yīng)。期待反應(yīng)未來的發(fā)展。
基本文獻(xiàn)
? Tamura, M.; Kochi, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 1487. DOI: 10.1021/ja00735a030
? Fürstner, A.; Leitner, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 609. [abstract]
? Fürstner, A.; Leitner, A.; Mendez, M.; Krause, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13856. DOI:10.1021/ja027190t
? Review: Fürstner, A.; Martin, R. Chem. Lett. 2005, 34, 624. doi:10.1246/cl.2005.624
反應(yīng)機(jī)理
在反應(yīng)中,高價(jià)鐵催化劑與Grignard試劑反應(yīng),生成低價(jià)態(tài)的復(fù)雜的配體Fe(-II)中間體,也是該中間體決定了反應(yīng)的高官能團(tuán)選擇性。(參考:Angew. Chem. Int. Ed.2000, 39, 4610.)。由于鹵代α位碳原子上的立體結(jié)構(gòu)的消失,所以這也說明氧化加成是按照自由基機(jī)理進(jìn)行的。
反應(yīng)實(shí)例
近年來,鐵催化的研究不斷取得進(jìn)展,通常對(duì)于不容易發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)的2級(jí)sp3-烷基鹵代物的偶聯(lián)反應(yīng)也同樣被開發(fā)應(yīng)用。特別是Fürstner等人開發(fā)的[Li2(tmeda)][Fe(ethylene)4]螯合物作為催化劑使用的話[1],即使底物中有異氰酸酯這類高反應(yīng)性的基團(tuán)存在也不受影響,鹵代位置直接與Grignard實(shí)際迅速的偶聯(lián)反應(yīng)。
近年來,中村等人使用鈴木偶聯(lián)反應(yīng)的條件順利進(jìn)行了該反應(yīng)[2]。
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)實(shí)例[3]
在裝備有攪拌子的2L的二頸圓底燒瓶中,在Ar保護(hù)下,加入4-chlorobenzoic acid methyl ester (13.0 g, 76.2 mmol)、 Fe(acac)3(1.35 g, 3.82 mmol, 0.05 eq)、THF(450mL)、N-methylpyrrolidinone (25mL)。在冰浴下,用聚乙烯套管1分鐘內(nèi)迅速加入調(diào)配好的nonylmagnesium bromide (97.0 mmol in THF, 1.25eq)。溶液的顏色迅速?gòu)募t色向濃暗紫色變化。然后移除冰浴,溶液在室溫下攪拌7~10分鐘。用乙醚(200mL)稀釋后,緩慢加入1M鹽酸(300mL)猝滅反應(yīng)。萃取,水相用乙醚(200mL)再次萃取。合并有幾層后用飽和碳酸氫鈉水溶液(300mL)萃取洗凈,用無水硫酸鈉干燥。濾過后,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮。得到的橙紅色的粗產(chǎn)物用減壓蒸餾(1×10-4 torr, bp 103-105℃)提純,得到無色油狀目標(biāo)產(chǎn)物(15.81-16.85 g, 収率79-84%)。
實(shí)驗(yàn)技巧
參考文獻(xiàn)
[1] [2] Hatakeyama,T.; Hashimoto, T.; Kondo, Y.; Fujiwara, Y.; Seike,H.; Takaya, H.; Tamada, Y.; Ono, T.; Nakamura, M. J. Am. Chem. Soc. 2010, ASAP. doi:10.1021/ja103973a
[3] Furstner, A.; Leitner, A.; Seidel, G. Org. Synth. 2005, 81, 33. [PDF]
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