铜催化芳基硼酸的氰甲基化和溴化反应研究(2)

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2.1.3 本实验原料参数13

2.2 反应条件的筛选14

2.2.1 碱的筛选14

2.2.2 双氮配体的考察14

2.2.3 反应溶剂的考察15

2.2.4 溴化反应的底物拓展16

2.2.5 二酮类配体的考察17

2.2.6 配体的进一步考察17

2.2.7 铜催化剂的考察18

3.全文总结

3.1总结20

致谢.21

参考文献.22

附录.25

1. 前言

1.1引言

有机合成化学是一门研究化学键断裂与形成的实验科学，其中，C-C键、C-O键、C-N键、C-X键的形成在有机合成中占有非常重要的地位。长久以来，化学家一直在寻找合适的前体和温和的反应条件来构建这些化学键，并取得了极大的发展。有机硼化合物以其低毒性和稳定性，越来越受到化学家的青睐，在工业合成上也具有很高的应用价值。其中，关于芳基硼酸的化学转化已经有较多的报道，目前已经发展了相应的反应体系实现C-B键向C-C键、C-O键、C-N键、C-S键和C-X键的转化。但是传统的反应体系具有一定局限性，比如需要昂贵的催化剂，反应条件剧烈，官能团的兼容性和底物的普适性较差等。近年来，发展高效的反应体系实现C-B键向其它化学键的转化受到化学工作者的持续关注，并取得了长足的发展。

自从日本化学家Suzuki和Miyaura实现钯催化芳基硼酸与卤代芳烃的交叉偶联反应以来，这个领域受到越来越多的关注，并对该方法进行不断地改进和升华，目前已经成为有机合成中不可或缺的重要工具。该反应在学术界和工业界都得到了广泛的应用，Suzuki教授也因为其极大贡献获得了2010年的诺贝尔奖。随着研究的不断深入，目前已经发展了多种C-B键向C-C键、C-O键、C-N键、C-S键和C-X键的转化方法，从简单的芳基硼酸出发合成一系列芳胺、酚、芳醚和卤代芳烃等重要有机化合物(图1-1)。

硼酸基官能团向多种官能团的转化

图1-1硼酸基官能团向多种官能团的转化

1.2 C-B键向C-C键的转化

1.2.1 C-B向C-Csp转化，芳基硼酸的氰基化反应

腈基官能团广泛的存在于有机药物、农药等分子当中，许多含有该官能团的有机分子均表现相互非常高的生物活性，同时，腈基官能团可以方便的转化为醛基、酮基、胺基、羧酸和酯基等其他一系列有用的官能团，具有非常丰富的反应化学。而芳基腈化合物作为一类重要的有机合成中间体，受到化学工作者的广泛关注。经典的合成芳基腈类化合物的方法是Rosenmund-ovn Braun反应和Sandmeyer反应，但是这些反应存在反应条件差，官能团兼容性差和原子经济性差等一系列问题。

2010年，Hartwig小组报道了金属铜盐参与的芳基硼酸的氰基化反应，该反应采用Zn(CN)2作为氰基化试剂，CsF作为碱，甲醇和水为共溶剂，能够以58%–70%的产率得到对应的氰基化产物，同时他们还考察了其它一系列的氰基来源，结果显示亚铁氰化钾等试剂不能实现该类转化，提出了合理的反应机理，对之后的研究提供了宝贵的参考价值。