钯-NHC配合物

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An NHC-Pd complex.
[(NHC)Pd(allyl)Cl]络合物。 [1] [2] [3]

有机金属化学领域,钯-NHC配合物是一类有机钯化合物,其中钯与N-杂环卡宾(NHC)形成配合物。它们在均相催化中的应用, [4]特别是交叉偶联反应得到了研究。 [1] [4] [5]

合成[编辑]

钯-NHC配合物的合成遵循合成过渡金属NHC配合物的方法,也可以通过取代Pd-L配合物中的不稳定配体L实现。不稳定的配体包括环辛二烯二亚苄基丙酮桥接卤化物。该过程可以与游离卡宾的原位生成结合使用。 Pd-NHC 配合物也可以通过与银-NHC配合物的金属转移来合成。转金属化的NHC可以被分离出来用于随后以两步法与钯反应,也可以在钯存在下通过一锅法反应合成。然而,通过银金属转移生成Pd-NHC配合物成本高昂,并且受到银配合物的光敏性的阻碍。 [4]

催化交叉偶联中的钯-NHC配合物[编辑]

通过使用 N-杂环卡宾配体增强钯催化的交叉偶联反应的效果。钯-NHC配合物已被证明在铃木反应根岸偶联反应薗頭耦合反應熊田偶联反应檜山偶聯反應施蒂勒反应中的作用。与相应的钯-膦催化剂相比,钯-NHC催化剂更快,并且适用更广泛的底物范围,具有更高的周转数。 [4]

铃木交叉偶联[编辑]

Suzuki-Miyaura 交叉偶联中,传统的偶联物是有机溴化物有机硼化合物。反应通常使用有机溴化物作为偶联剂,但有机氯化物成本较低,但是C-Cl键反应缓慢成为问题,随着钯-NHC配合物的出现,有机氯化物已成为Suzuki-Miyaura交叉偶联的可行偶联剂。 [4][6]

根岸偶联[编辑]

根岸偶联中使用NHC-钯-PEPPSI复合物可以实现高周转次数和周转频率。 [7]此外,NHC-钯复合物可将sp3中心与sp3中心偶联,产率高于无NHC的钯类似物。 [8]然而,尽管如此,目前仍缺乏对钯-NHC配合物及其在根岸偶联中作用的研究。 [4]

薗頭耦合反應[编辑]

用于薗頭耦合反應的钯-NHC配合物具有交叉偶联作用的温度稳定性。 [9]与其他钯-NHC介导的交叉偶联反应一样,使用钯-NHC复合物也具有更高的周转数。 [10]NHC-钯环允许进行无铜的薗頭反应。 [11] [12]

赫克反应[编辑]

赫克交叉偶联中使用钯-NHC配合物可以与更便宜、供应充足的芳基氯底物反应。 [4]此外,通过调整咪唑环上的1,3取代基,可以提高催化剂在偶联中的活性和稳定性。 [13]

参考[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Marion, Nicolas; Navarro, Oscar; Mei, Jianguo; Stevens, Edwin D.; Scott, Natalie M.; Nolan, Steven P. Modified (NHC)Pd(allyl)Cl (NHC = N-Heterocyclic Carbene) Complexes for Room-Temperature Suzuki−Miyaura and Buchwald−Hartwig Reactions. Journal of the American Chemical Society. March 2006, 128 (12): 4101–4111. PMID 16551119. doi:10.1021/ja057704z. 
  2. ^ Viciu, Mihai S.; Navarro, Oscar; Germaneau, Romain F.; Kelly, Roy A.; Sommer, William; Marion, Nicolas; Stevens, Edwin D.; Cavallo, Luigi; Nolan, Steven P. Synthetic and Structural Studies of (NHC)Pd(allyl)Cl Complexes (NHC = N-heterocyclic carbene). Organometallics. March 2004, 23 (7): 1629–1635. doi:10.1021/om034319e. 
  3. ^ NHC-based Palladium Catalysts. Sigma-Aldrich. [24 October 2017]. (原始内容存档于2020-08-13) (英语). 开放获取
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 Fortman, George; Nolan, Steven. N-Heterocyclic carbene (NHC) ligands and palladium in homogeneous cross-coupling catalysis: a perfect union. Chemical Society Reviews. 2011, 40 (10): 5151–5169. PMID 21731956. doi:10.1039/C1CS15088J. 
  5. ^ Eastman, K. N-Heterocyclic Carbenes (NHCs) (PDF). www.scripps.edu. [2022-02-26]. (原始内容 (PDF)存档于2022-01-22). 
  6. ^ Gstöttmayr, Christian; Volker, Böhm; Eberhardt, Herdtweck; Grosche, Manja; Herrmann, Wolfgang. A Defined N-Heterocyclic Carbene Complex for the Palladium-Catalyzed Suzuki Cross- Coupling of Aryl Chlorides at Ambient Temperatures. Angewandte Chemie International Edition. 2002, 41 (8): 1363–1365. doi:10.1002/1521-3773(20020415)41:8<1363::aid-anie1363>3.0.co;2-g. 
  7. ^ Nasielski, J.; Hadei, N.; Achonduh, G; E. A. B., Kantchev; O'Brien, C.J. Structure–Activity Relationship Analysis of Pd–PEPPSI Complexes in Cross-Couplings: A Close Inspection of the Catalytic Cycle and the Precatalyst Activation Model. Chemistry: A European Journal. 2010, 16 (35): 10844–10853. PMID 20665575. doi:10.1002/chem.201000138. 
  8. ^ Niloufar, Hadei; Kantchev, Eric; O'Brien, Christopher. The First Negishi Cross-Coupling Reaction of Two Alkyl Centers Utilizing aPd − N-Heterocyclic Carbene (NHC) Catalyst. Organic Letters. 2005, 7 (17): 3805–3807. PMID 16092880. doi:10.1021/ol0514909. 
  9. ^ Batey, Robert; Shen, Ming; Lough, Alan. Carbamoyl-Substituted N-Heterocyclic Carbene Complexes of Palladium(II): Application to Sonogashira Cross-Coupling Reactions. Organic Letters. 2002, 14 (9): 1411–1414. doi:10.1021/ol017245g. 
  10. ^ Kim, Jong-Ho; Lee, Dong-Ho; Jun, Bong-Hyun; Lee, Yoon-Sik. Copper-free Sonogashira cross-coupling reaction catalyzed by polymer-supported N-heterocyclic carbene palladium complex. Tetrahedron Letters. 2007, 48 (40): 7079–7084. doi:10.1016/j.tetlet.2007.08.015. 
  11. ^ Chinchilla, Rafael; Nàjera, Carmen. The Sonogashira Reaction: A Booming Methodology in Synthetic Organic Chemistry. Chemical Reviews. 2007, 107 (3): 874–922. PMID 17305399. doi:10.1021/cr050992x. 
  12. ^ McGuinness, David; Cavell, Kingsley. Donor-Functionalized Heterocyclic Carbene Complexes of Palladium(II): Efficient Catalysts for C - C Coupling Reactions. Organometallics. 2000, 19 (5): 741–748. doi:10.1021/om990776c. 
  13. ^ Taige, Maria; Zeller, Alexander; Ahrens, Sebastian; Goutal, Sigrid; Hardtweck, Eberhardt. New Pd–NHC-complexes for the Mizoroki–Heck reaction. Journal of Organometallic Chemistry. 2006, 692 (7): 1519–1529. doi:10.1016/j.jorganchem.2006.11.050.