「NR」Kumada cross-coupling

定义

在镍或钯的催化下有机锂或有机镁化合物与芳基、烯基或烷基卤化物的偶联

反应通式

起源与发展

在20世纪70年代，大量的研究工作集中在过渡金属催化的非活化的烯基和芳卤化合物的碳碳成键反应上。1972年，M. Kumada和R.J.P. Corriu独立发现了芳基或烯基卤化物与Grignard试剂在镍-膦配合物的催化作用下的立体选择性交叉偶联反应。

反应的一般特征

1)在Ni催化过程中，催化活性主要取决于膦配体的性质，可以观察到以下反应趋势:Ni(dppp)Cl2 > Ni(dppe)Cl2 > Ni(PR3)2Cl2 ~ Ni(dppb)Cl2;

2)即使是含氢的烷基(sp3)格氏试剂也可以选择性地进行交叉反应，而不会产生任何不必要的酸酐消除;

3)在使用仲烷基格里纳德试剂时，烷基倾向于同主烷基异构化，而这种异构化取决于膦配体的碱度和芳香卤化物的性质;

4)dppf配体的使用大大减缓β-氢消除和加速还原消除,从而允许sec- Grignard试剂没有耦合的异构化;

5)氯代芳香族化合物与缓解甚至氟苯反应可以接受Ni 催化交叉耦合; 

6)偶联是立体选择性的，乙烯基卤化物的立体化学反应后保持;

7) Pd催化的过程比Ni催化的反应具有更大的化学选择性和立体选择性，与碳离子的反应范围更广。然而，这种偶联不发生在芳基氯化物上，只发生在芳基溴化物和碘化物上;

8)最常用的是有机镁和有机锂试剂。然而,有机钠 (RNa),有机铜(R2CuLi) 有机铝, 有机锌,有机锡,有机锆或有机硼化合物都可以用于偶联;

9)有机锂是目前最通用的,因为这些试剂可以在许多不同的方式制作包括碳氢化合物的直接锂化; 

10)碱敏感的官能团不能容忍,因为极性有机镁和有机锂化合物的性质

机理

Ni与格氏试剂发生转金属化，随后与卤代烃发生氧化加成，接着再和格氏试剂进行转金属化，与卤代烃配位后进行还原消除，得到偶联产物，同时经氧化加成重新生成Ni催化剂。

Pd催化剂先生成零价Pd，与卤代烃氧化加成，后与有机锂发生转金属化，再通过还原消除，得到偶联产物，同时生成活性零价Pd催化剂。

反应实例

1) Organic Letters  2008, 10, 18, 3941-3944 

2)Journal of the American Chemical Society  2014, 136, 50, 17662-17668

3) The Journal of Organic Chemistry  2008, 73, 10, 3954-3957 (Note)

4) Journal of the American Chemical Society  2016, 138, 25, 7824-7827

5) Organic Process Research & Development  2015, 19, 3, 470-475

6) Journal of the American Chemical Society  2011, 133, 22, 8478-8481

7) Synthesis of All‐Carbon Disubstituted Bicyclo[1.1.1]pentanes by Iron‐Catalyzed Kumada Cross‐Coupling

8) Nickel‐Catalyzed Kumada Reaction of Tosylalkanes with Grignard Reagents to Produce Alkenes and Modified Arylketones

参考

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