Heck反应南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所汝杰过渡金属催化的交叉偶联反应TransitionMetalCatalyzedCrossCouplingAABBOrganicChemistTheformationofcarbon–carbonbondsisafundamentalreactioninorganicsynthesistheefficiencyofwhichhasinterestedorganicchemistsforalongtimeago.Aryl–arylbondformationhasbeenknownformorethanacenturyandwasoneofthefirstreactionsinvolvingatransitionmetal.1Modernsyntheticchemistryisalsosustainedbytheuseoftransition-metalcatalystsaspowerfultoolsforcarbon–carbonbond-formingprocesses.2Amongthese,carbon–carboncouplingreactionsthroughtheactivationofcarbon–hydrogenbonds,3aswellasadditionreactions,4haveexperiencedanincreasinginterestinthepreparationofmolecules,theaccesstowhichisnotsostraightforwardusingothermethodologies.Ontheotherhand,thetransition-metalcatalysedcarbon–carbonbondformationdevelopedinthe1970srepresentedamilestoneinsyntheticorganicchemistrythatallowedthecrosscouplingofsubstratesinwaysthatwouldhavepreviouslybeenthoughtimpossible2010Nobelprize瑞典皇家科学院说，这三名科学家因在有机合成领域中钯催化交叉偶联反应方面的卓越研究获奖。这一成果广泛应用于制药、电子工业和先进材料等领域，可以使人类造出复杂的有机分子。赫克,79岁，美国特拉华大学名誉教授；根岸荣一,75岁,美国普渡大学化学教授；铃木彰,80岁,日本札幌北海道大学教授。Glaser(Hay)CouplingSuzukiCoupling[Pd]or[Ni]BaseR1X2RB(OH)2+1RR2R1HXR2+R1R2Pd-Complex,CuIAmineSonogashiraReactionAminationReactionStillereactionTheKumadaCouplingwasthefirstPdorNi-catalyzedcrosscouplingreaction,developedin1972.KumadareactionNegishireactionFukuyamaCouplingHeckreactionHeckreaction通常把在碱性条件下钯催化的芳基或乙烯基卤代物和活性烯烃之间的偶联反应称为Heck反应。自从20世纪60年代末Heck和Morizoki独立发现该反应以来,通过对催化剂和反应条件的不断改进使其的应用范围越来越广泛,使该反应已经成为构成C-C键的重要反应之一。另外，Heck反应具有很好的Trans选择性RXPd(0)ZRZX=I,Br,OTf,etcZ=H,R,Ar,CN,CO2R,OR,OAc,NHAc,etc研究表明，Heck反应的机理有一定的规律，通常认为反应共分四步：（a）氧化加成（Oxidativeaddition）:RX(R为烯基或芳基，X=I>TfO>Br>>Cl)与Pd0L2的加成，形成PdⅡ配合物中间体；（b）配位插入（Cordination-insertion）:烯键插入Pd-R键的过程；（c）β-H的消除；（d）催化剂的再生：加碱催化使重新得到Pd0L2。XCO2EtPdLnHbHaHcCO2EtHbHcPdLnXHaHbCO2EtHcPdLnXHbCO2EtHcHaPdLnXCO2EtHbHcEAaPdLnXHcCO2EtHaHbPhPdLnXHcCO2EtHbPhHaHaCO2EtHcHbPdLnXCO2EtHaHcZBb总的说来，Heck反应可以分为两大类：分子内反应和分子间反应。第一篇该反应的报道是Heck在1972年发表的。I+Pd(OAc)2(20mol%)nBu3N(1eq)NMP,100¡ãC,2hNolley,J.P.;Heck,R.F.;Tetrahedron1972,37,2320Mori和Ban于1977年首次报道了分子内的Heck反应：BrNAcCO2MeNAcCO2MePd(OAc)2(2mol%)PPh3,DMFTMEDA(2equaiv)125¡ãC,5h43%IndoleproductformedasresultofPd-HisomerizationofproductclefinMori,M.;Ban,K.;Tetrahedron1977,12,10372.分子内的Heck反应2.1生成烯基取代的反应该类反应主要用于生成环外双键。环外双键是合成上一大难题，该反应成功的应用具有重大意义。目前已有合成的报道。MeOOOMeINONCO2MeOMeMeOOOMeNONCO2MeOMePd(PPh3)4(cat)NEt3(12eq)MeCN,80¡ãC,10h90%Danishefsky,S.J.J.Am.Chem.Soc.1993,115,6094该反应还被Danishefsky应用到全合成Taxol上。OTfOOTBSOOOHOOTBSOOOHPd(PPh3)4(1.1eq)K2CO3,MeCN,85¡ãC49%Danishefsky,S.J.J.Am.Chem.Soc.1996,118,2843（紫杉醇）分子内Heck反应化生成环外双键IOMeOMeONONCO2MeOMeOMeNOMeOONCO2MeOMePd(PPh3)4,NEt3(12eq)MeCN,80¡æ,10h12Astirredsolutionof1,triethylmineandcatalytictetrakispalladium(0)in2.4mLofacetonitrilewasheatedat80inasealed...
