阳离子钯催化剂,你听说过吗?了解一下,少走不少弯路

文摘   科学   2024-12-26 19:58   上海  

Hi, 各位有机合成爱好者

平常我们接触最多的都是中性钯催化剂,如醋酸钯(Pd(OAc)2)、Pd(dppf)Cl2, Pd(PhCN)2Cl2, Pd(PPh3)4, Pd(PPh3)2Cl2等等,这些市场可售催化剂其实都是中性催化剂。大部分时候这些催化剂对于日常的Suzuki, Buchwald, Heck等偶联已经够用,从而导致我们很少有人知道阳离子催化剂是啥,有啥用途。

小编为啥想说说阳离子催化剂,主要小编读书时候研究过金催化剂,中性催化剂对于很多反应效果不行,阳离子金催化剂可以解决很多问题(此话题以后再说)。鉴于钯催化剂对于我们日常工作更加重要,今天来聊聊阳离子钯催化剂吧。

如上图所示,一般情况下阳离子钯催化剂都是反应过程中原位生成:即阳离子催化剂现做现用,一般在加入反应物之前,中性催化剂如Pd(PhCN)2Cl2溶解在溶剂中,而后加入银盐如AgOTf,搅拌5分钟左右。很容易理解,反应由于生成沉淀AgCl,阳离子钯催化剂很容易就生成了。而后我再陆续加入原料,在阳离子钯催化剂作用下反应。

相比于中性钯催化剂,可以说阳离子钯催化剂效果肯定是更好,尤其钯催化剂活化羰基的反应。如下图所示,小编认为钯离子催化剂效果就很明显,下文具体说明。

实例1:醇的乙酰基保护

都知道乙酰基具有容易上保护和脱保护的特点,因此得到广泛应用。一般情况下我们使用吡啶或者三乙胺等作为碱去上保护。但是遗憾的是,很多时候,反应速度很慢,甚至不反应。尤其大位阻如金刚烷醇的保护就比较困难。看看下面阳离子钯催化剂对于此类反应的效果吧(DOI:10.3390/catal6020027)。

通过以上对比试验看出,中性钯催化剂,银盐对反应没有任何促进作用,但是阳离子钯催化剂,5分钟就能搞定上保护。

选了2个特殊的大位阻醇底物,可以看出,反应收率还是非常高的。

2)醛或者酮的保护——生成缩醛或者缩酮

缩醛缩酮保护醛或者酮官能团,防止反应过程中被亲核试剂进攻,这是我们比较常用的保护基策略。但是很多实验我们发现保护基在TsOH或者剧烈脱水条件下反应,反应不完全,后处理还有可能变回去,有些不好弄的。

从下面的对比试验看出,中性钯催化剂或者银盐对反应没有任何作用,但是阳离子钯催化剂15分钟搞定了所有。

醛基保护不必多说,毕竟活泼,下面是酮的保护,可以看到,阳离子钯催化剂真的很高效。

好了,今天小编就是抛砖引玉,毕竟阳离子钯催化剂的用途还有很多很多。希望通过此篇文章让大家认识阳离子钯催化剂,知道他们和中性钯催化剂的不同,很多时候反应效果就是2码事情。

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