水溶液中的钯催化贫电碘代芳烃Ullmann偶联反应

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制备联芳烃的方法广泛应用于药物合成、天然产物合成、农业化学品以及化学原料的制备中。在过去的几十年中,Kumada反应、Stille反应、Neigishi反应、Suzuki反应和Hiyama反应等使用卤代芳烃和芳基金属络合物的催化偶联来制备联芳烃的反应发展的十分成功。然而,由于Ullmann反应可以直接使用卤代芳烃制备联芳烃,尤其是制备对称联芳烃,任然是有机合成中构建芳烃碳碳键最方便的方法之一。Ullmann在上个世纪初发现了使用计量铜,在加热(超过200oC)条件下卤代芳烃可以经自身偶联反应生成联芳烃化合物。自那以后,该反应发展为可以用过渡金属络合物催化的反应,但是大多情况下必须外加还原剂方可完成催化循环。另一方面,如何在水溶液中进行有机反应对于合成药物化学和合成生物化学等领域的研究者一直是一个极有意义和价值的研究课题。在此,我们报道一个新的、有效的钯催化体系(Pd(OAc)2 / K2CO3 /MeCOMe / H2O),实现了水溶液中,无外加还原剂条件下的贫电碘代芳烃的Ullmann催化偶联反应生成对称联芳烃,收率为55-87%。同时,我们对此无外加还原剂的二价钯催化的偶联反应提出了合理的反应机理假设,主要是经过二价钯络合物直接与芳烃碳碘键发生氧化加成生成四价钯中间体并原位还原,经后续反应最终生成联芳烃。在通过了一系列的试验后,可以认为该反应中的溶剂及碱没有起还原作用,而是碘代芳烃自身作为还原剂,完成整个催化反应的。总之,这个由二价钯催化的贫电碘代芳烃在水溶液中无需外加还原剂经偶联反应制备对称联芳烃的方法,简便、经济、易操作。它不仅符合绿色化学的基本要求,而且对新反应的开发也有启示作用。
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