介紹
氯(2-二環(huán)己基膦基-2',4',6'-三異丙基-1,1'-聯(lián)苯基)[2-(2'-氨基-1,1'-聯(lián)苯)]鈀(II)是一種復雜的有機鈀化合物,通常用作催化劑,尤其在交叉偶聯(lián)反應中非常有效。該催化劑的結(jié)構(gòu)包含一個中心鈀(II)原子,一個氯原子作為單齒配體,以及兩個雙齒配體:一個是2-二環(huán)己基膦基-2',4',6'-三異丙基-1,1'-聯(lián)苯基,另一個是2-(2'-氨基-1,1'-聯(lián)苯)。這種結(jié)構(gòu)提供了良好的電子和立體效應,有助于穩(wěn)定中間體并促進反應的進行。它在交叉偶聯(lián)反應中表現(xiàn)出高活性,能夠有效地促進碳-碳、碳-氮、碳-氧等鍵的形成。由于其獨特的配體結(jié)構(gòu),它在反應中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性和選擇性,能夠區(qū)分不同的反應位點,生成特定的產(chǎn)物。
氯(2-二環(huán)己基膦基-2',4',6'-三異丙基-1,1'-聯(lián)苯基)[2-(2'-氨基-1,1'-聯(lián)苯)]鈀(II)
催化機理
通過氯(2-二環(huán)己基膦基-2',4',6'-三異丙基-1,1'-聯(lián)苯基)[2-(2'-氨基-1,1'-聯(lián)苯)]鈀(II)催化的分子內(nèi)C-N鍵形成,實現(xiàn)了高效合成苯并6/7元酰胺。這一過程主要涉及以下幾個關(guān)鍵步驟和機理:
反應首先涉及氯(2-二環(huán)己基膦基-2',4',6'-三異丙基-1,1'-聯(lián)苯基)[2-(2'-氨基-1,1'-聯(lián)苯)]鈀(II)與芳基鹵化物(如芳基氯)的氧化加成。在這個過程中,芳基鹵化物的C-X鍵被斷裂,鈀中心接收一個電子形成Pd(II)-芳基中間體,同時鹵素離子(X?)被釋放。形成的Pd(II)-芳基中間體隨后與胺類化合物發(fā)生轉(zhuǎn)金屬化反應。在這一步中,胺攻擊鈀中心,形成Pd(II)-胺絡合物,同時芳基被轉(zhuǎn)移到胺上,生成新的C-N鍵。在C-N鍵形成后,Pd(II)-胺絡合物通過還原消除步驟再生鈀催化劑。這一步涉及Pd(II)絡合物失去一個胺配體和一個鹵素離子,同時生成Pd(0)物種和所需的C-N偶聯(lián)產(chǎn)物。為了使催化循環(huán)持續(xù)進行,Pd(0)物種需要被氧化劑(如堿)氧化回Pd(II)狀態(tài),以便于再次參與氧化加成步驟。Xphos Pd G2催化劑的作用在于降低反應的活化能,通過形成穩(wěn)定的鈀-碳和鈀-氮鍵,促進C-N鍵的形成。這種催化機制不僅提高了反應的效率,還減少了副反應的發(fā)生[1]。
優(yōu)點
化學選擇性:氯(2-二環(huán)己基膦基-2',4',6'-三異丙基-1,1'-聯(lián)苯基)[2-(2'-氨基-1,1'-聯(lián)苯)]鈀(II)催化劑在反應中展現(xiàn)出良好的化學選擇性,這意味著它可以區(qū)分不同的反應位點,優(yōu)先催化形成所需的C-N鍵,而不影響底物中其他可能反應的官能團。官能團兼容性:該方法對多種官能團具有良好的兼容性,包括電子豐富的芳基氯和各種取代基,這使得合成的苯并6/7元酰胺具有廣泛的結(jié)構(gòu)多樣性。催化活性和選擇性:Xphos Pd G2催化劑的高催化活性和選擇性使其在交叉偶聯(lián)反應中特別有效,能夠促進難以反應的底物(如電子豐富的芳基氯)與胺的偶聯(lián)。操作簡便性:該催化體系的操作簡便性為合成化學家提供了一種簡單、可靠的方法來合成甲基N-苯基氨基甲酸酯衍生物,這對于藥物化學和材料科學等領(lǐng)域具有重要意義。該方法不僅適用于合成苯并7元酰胺,還能夠擴展到6元環(huán)的合成,顯示出廣泛的底物適用性[2]。
總結(jié)來說,氯(2-二環(huán)己基膦基-2',4',6'-三異丙基-1,1'-聯(lián)苯基)[2-(2'-氨基-1,1'-聯(lián)苯)]鈀(II)催化的交叉偶聯(lián)反應提供了一種溫和條件下形成芳基C-N鍵的有效方法,其機理涉及氧化加成、轉(zhuǎn)金屬化、還原消除和催化劑再生等關(guān)鍵步驟,這些步驟共同作用,實現(xiàn)了高效、選擇性的C-N鍵形成。
參考文獻
[1]Yuan H ,Mou J ,Shi Y , et al. Synthesis of Methyl N-phenylcarbamate Derivatives by Xphos Pd G2 Catalyzed Intermolecular Amidation Reaction [J]. Letters in Organic Chemistry, 2024, 21 (6): 557-562.
[2]Zhou X ,Ke L ,Rongliang Z , et al. Efficient synthesis of benzene-fused 6/7-membered amides via Xphos Pd G2 catalyzed intramolecular C–N bond formation [J]. RSC Advances, 2017, 7 (82): 51972-51977.