Buchwald-Hartwig胺化反应

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定义

钯催化下,胺与芳基卤化物发生交叉偶联,生成胺的N-芳基化产物。


反应通式

起源与发展

1983年,T. Migita等人报道了第一个钯催化生成C(sp2)-N键的反应。大概十年后,Stephen L. Buchwald 和 John F. Hartwig两个研究团队分别独立地报道了改进的芳基溴和氨基锡烷的偶联反应,随后又报道了无锡的钯催化芳基溴与胺的偶联反应。由于他们的贡献,提供了制备C-N键的高效方法,深化了反应过程的机理,因此后来被称为Buchwald–Hartwig amination反应

第一代反应,使用三(邻甲基苯基)磷为配体,伯胺在这样的条件下有可能经历贝塔-氢消除过程。

随后使用芳基双膦配体成为新的发展方向,例如使用DPPF,BINAP等,优势在于反应后对映体纯度不下降,这应该是由于双膦配体可以和钯进行双齿配体,有利于阻止贝塔-氢消除过程。POP类型配体应用与该反应,反应结果与双膦配体相当或更好。

近来发展等富电子、大位阻等单膦配体,也可以非常有效地进行一些Buchwald–Hartwig amination反应,甚至有的反应只需要室温,或者在想转移催化剂存在下可以在水相进行反应。

Hartwig团队发现具有双齿Josiphos类型立体位阻与电子特性)的配体,可以解决伯胺单芳基化选择性低、需要大量催化剂等问题。

使用氮杂环卡宾作为配体进行Buchwald–Hartwig amination反应,也是非常有利的。


反应的一般特征

该方法可以从芳基卤化物或芳基黄酸酯高效地制备芳基胺化合物

反应需要催化量的钯和富电子的配体与强碱


机理

该反应是通过催化循环进行,而催化历程主要基于配体与反应组分的不同而不同。
使用单膦配体:


使用双齿配体:

反应实例

1) Effect of Solvents on the Product Distribution and Reaction Rate of a Buchwald-Hartwig Amination Reaction

2)Applicability of a Fiber-Supported Catalyst on a Buchwald–Hartwig Amination Reaction

3)Scaling Relations in Homogeneous Catalysis: Analyzing the Buchwald Hartwig Amination Reaction

3)Kiloscale Buchwald−Hartwig Amination: Optimized Coupling of Base-Sensitive 6‑Bromoisoquinoline-1-carbonitrile with (S)‑3-Amino2-methylpropan-1-ol


评述

Buchwald–Hartwig胺化反应主要用于天然产物合成,材料科学,农药化学或配体合成等领域。该反应可以在分子内或者分子间进行,是一个非常有效的反应。


参考

1) László Kürti, Barbara Czakó. StrategicApplications of Named Reactions in Organic Synthesis

2) Jie Jack Li. Name Reactions: A Collection ofDetailed Mechanisms and Synthetic Applications

3) 黄培强.有机人名反应、试剂与规则

4)https://www.organic-chemistry.org/namedreactions/ugi-reaction.shtm


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