Chan–Lam C–X偶联反应

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Chan–Lam C–X偶联反应  第1张

含有 NH/OH/SH基团的底物在弱碱条件下,在空气中通过醋酸铜催化,与有机硼酸化合物氧化交叉偶联进行芳基,烯基和烷基化的反应。通常室温条件下就可以反应,但反应时间一般都比较长(24-72小时)。

常见的反应底物:酰胺,胺,脒,苯胺类,叠氮化物,唑类,乙内酰脲类,肼类,酰亚胺,亚胺,亚硝基化合物,吡嗪酮,嘌呤,嘧啶,磺酰胺类,亚磺酸胺,亚磺酰亚胺,脲,醇,酚,硫醇等等。硼酸也可以被其他活性化合物代替:硅氧烷,锡烷,和其他有机金属化合物。此反应比 Buchwald–Hartwig钯催化反应 的优点就是条件比较温和,但是原料硼酸比 Buchwald–Hartwig的原料芳卤要贵。反应常用溶剂为1,2-二氯乙烷,乙腈,醇类,二氧六环,二氯甲烷和甲苯等,如果利用溶剂反应效果不佳,可以直接利用吡啶作为溶剂同时也作为碱进行反应,可能会得到好的产率。反应可以当量的二价铜催化下进行,使用催化量二价铜在空气中反应或其他氧化剂存在下也可以进行。最常用的方法就是在空气中加入催化量的醋酸铜反应。

NH和OH结构同时存在时,NH的反应活性要高于OH,反应主要产物为N-烷基化产物。

实验技巧

一、由于催化循环需要氧气参与,因此该反应在惰性气体的保护下反应很难进行。

二、溶液中氧气的浓度决定反应的进程,所以往往收率随着搅拌效率而有所差异。

反应机理

Chan–Lam C–X偶联反应  第2张

硼酸和催化剂进行络合,金属转移(不可逆过程),二价铜络合物被氧化为三价铜络合物,与胺反应还原消除得到产物,生成的一价铜被氧气氧化完成催化剂循环。

反应实例

【 Org. Lett., 2013, 15, 1544-1547】

【 Synthesis , 2017, 49, 1834-1838】

【 J. Org. Chem. , 2015, 80, 1856-1865】

【 Org. Lett. , 2014, 16, 338-339】

【 Synthesis , 2010, 1441-1448】

【 Synlett , 2013, 24, 1443-1447】

【 Org. Lett. , 2011, 13, 2110-2113】

【 Org. Lett. 2001, 3, 1029-1032

【 Bio. Med. Chem. Lett. 2008, 18, 1939-1944】

Chan–Lam C–X偶联反应  第3张

【 Org. Lett. 2008, 10, 1653-1655】

【 J. Org. Chem. , 2019, 84, 1596-1604】

Chan–Lam C–X偶联反应  第4张

电催化下无外加配体的铜催化Chan−Lam偶联反应。

【 J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 6257−6265】


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