fe和co催化的碳-碳偶联反应的最新进展

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1、2007年第27卷有机化学Vol.27,2007第6期,703～723ChineseJournalofOrganicChemistryNo.6,703～723·综述与进展·Fe和Co催化的碳-碳偶联反应的最新进展王晨傅尧刘磊郭庆祥*(中国科学技术大学化学系合肥230026)摘要作为廉价而且低毒的金属,Fe和Co是发展催化剂的理想元素.同时由于Fe和Co有着多种氧化还原价态,它们的催化化学应该具有极其丰富的内容.然而由于种种原因,Fe和Co的催化剂很少得到有机化学家的关注.直到最近几年,人们才发现Fe和Co的催化剂可以很好地催化碳-碳偶联反应.综述了Fe和Co催化碳-碳偶联反应的条件、产率和

2、选择性;探讨了这些新奇反应的可能机理;并介绍了这些反应在复杂化合物合成中的应用.关键词铁;钴;碳-碳偶联反应;催化;绿色化学NewAdvanceofFe-andCo-CatalyzedC-CCouplingReactionsWANG,ChenFU,YaoLIU,LeiGUO,Qing-Xiang*(DepartmentofChemistry,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026)AbstractAsinexpensiveandrelativelynontoxicmetals,FeandCoareidealelementsfo

3、rthedevelopmentofcatalysts.Becausetheyhavemultipleredoxstates,FeandCoarealsoanticipatedtohaveveryrichcata-lyticchemistry.Nonetheless,verylittleattentionhasbeenpaidtothecatalysisofFeandCo.Thepresentre-viewsurveysreactionconditions,yieldsandselectivityoftheC-Ccouplingreactions.Possiblemechanismsofth

4、eseintriguingreactionsarediscussed.Applicationsofthesenewreactionstocomplexmoleculesynthe-sisarealsodescribed.KeywordsFe;Co;C-Ccouplingreaction;catalysis;greenchemistry过渡金属催化的碳-碳偶联反应(Eq.1)是近20年来Pd的价格高昂;(2)Pd和Ni毒性较强;(3)Pd和Ni催化[1]有机化学中的重要成就.该反应是构建分子碳骨架的的反应常常需要昂贵而且剧毒的膦配体来参与.此外,有效手段之一,因而大量地被应用于复杂化合物的合

5、成Pd和Ni催化反应的底物通常为碘化物和溴化物,而不以及组合化学研究中.同时,由于过渡金属催化的碳-是廉价且稳定的氯化物和磺酸酯.碳偶联反应条件较为温和,它们被广泛地应用于精细化对于Pd和Ni催化的碳-碳偶联反应的不断改进是工品和医用药品的工业合成.当代有机化学研究的热点.在此期间,人们也尝试使用其它金属催化剂来催化碳-碳偶联反应.一个非常诱人的思路是使用Fe和Co催化剂.这是由于Fe和Co催化剂不仅廉价低毒,而且Fe和Co有着多种氧化还原价态,它们的催化化学应该具有极其丰富的内容.直到目前,绝大多数碳-碳偶联反应的催化剂是Pd不幸的是,多年来有机化学工作者一直忽视了Fe和Ni的络合物.这

6、些催化剂的优点是反应条件温和、产和Co催化剂在碳-碳偶联反应中的应用.直到最近几率较高、适用性广.同时它们也有着以下几条缺点:(1)年,人们才惊讶地发现Fe和Co的催化剂可以很好地催*E-mail:qxguo@ustc.edu.cnReceivedJune5,2006;revisedAugust22,2006;acceptedOctober27,2006.国家自然科学基金(Nos.20472079,20602034)资助项目.704有机化学Vol.27,2007化碳-碳偶联反应.随后的研究表明Fe和Co催化的碳-碳偶联反应有着一些独特的选择性,因而它们可以替代Pd和Ni而应用到复杂化合物的

7、合成中.本文的目的是综述Fe和Co催化碳-碳偶联反应的Scheme2条件、产率和选择性;探讨这些新奇反应的可能机理;并介绍这些反应在复杂化合物合成中的应用.后来又有研究指出,Fe(III)[Fe(acac)3(5mol%)]能够催化芳基格氏试剂与卤代烯烃(溴代或者碘代)反应生[9,10]1Fe催化碳-碳偶联反应成交叉偶联的产物(Scheme3).1.1简史[2]1971年,Kochi等发现Fe可以催化格氏试剂与卤代烯烃或