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常规分子间 Heck 反应
端基烯烃与卤代芳香烃发生分子间 Heck 反应,是研究最早的一类反应。这类反应已经成为芳烃烷基化重要反应。
该类反应在卤代物中,卤素的β位的碳原子上不能有SP 3 杂化的氢原子。主要是因为这类卤代物形成烷基钯络合物时,氢化钯的消除反应速度大于烯烃的加成反应,因此仅有消除产物。卤代芳烃、卤代杂环、卤化苄、卤代乙烯等都能较好的反应。但其他一些卤素的β位的碳原子上没有SP 3 杂化的氢原子存在的化合物由于种种原因也不能正常反应,例如:卤代甲烷、卤代乙酸乙酯、苯甲酰甲基溴等。该类反应常用碘代物和溴代物为反应底物,碘代物相对溴代物反应活性要高。氯代物反应活性很差(几乎不反应或者收率很低)。
在取代碘代物参与的反应中,取代基可以很广泛的使用,但邻位的苯甲酰基取代碘化物很难反应。当有强烈供电子基团时,芳基溴参与的反应收率也很低。其主要原因是在反应中膦配体被季化与卤代物被还原。当使用P(o-tol) 3 作为配体时,可以有效的避免配体的季化。另外,当有强烈的供电子基团时,烯烃的活性也很重要。低活性烯烃参与的反应收率也较低。
决定烯烃活性的主要因素是烯烃双键碳原子取代基的大小和数目。一般情况下,取代基越大,数目越多,反应速度越小,收率越低。当一些烯烃反应活性较差时,通常可以得到卤化物二聚的副产物。一般说来,共轭二烯和 α, β-不饱和羰基化合物的活性高于立体相似的单烯化合物。例如卤代烯烃与丙烯酸的反应速度远大于丙烯腈,而丙烯腈的活性又高于丙烯缩醛。
在大多数情况下,Pd-H 的消除符合 Curtin-Hammett 动力学控制规则,即过渡态的能量反应了顺反异构体的比例。一般情况下,除非 R 特别小(如 –CN),反式异构体是主要产物,(见下例)。其选择性甚至超过 Wittig-Horner 反应。但由于存在异构化,热力学控制时常常产生二者的混合物,从而导致例外的情况出现。
而烯丙基醇与卤代化合物发生分子间 Heck 反应,通过一系列消去-加成过渡态,可以得到羰基化合物。
实例
A solution of compound 1 (2.8 g, 10 mmol), compound 2 (0.9 mL, 12.5 mmol),Pd(OAc) 2 (0.022g, 0.01 mmol), Et 3 N (3.5 mL, 25 mmol) and 4 mL acetonitrile was heated in a steam bath for 1 hour. After the reaction mixture had been cooled, it was diluted with 250mL 10% aq. HCl. The solid formed was collected by filtration and re-crystallized from ethanol to give compound 3 (1.86 g, yield 82%), mp 215-216.5℃.
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