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Organic Chemistry II

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钯催化交联

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钯催化的交叉反应是创造新碳碳键的宝贵工具。

它们的发展使化学家能够从烃类碎片中构建复杂的有机化合物, 它们在精细化学和制药工业中的应用已变得广泛。

他们对有机化学的影响如此深远, 以至于他们成为2010诺贝尔化学奖的主题。

这段视频将说明钯催化的交叉耦合反应的原理, 以及在实验室的技术演示。

在这些类型的反应, 钯催化剂是用来促进核, 这是典型的有机金属化合物, 核, 这通常是一个 organohalide

Pd (0) 物种与 organohalide 的反应, 通过氧化添加形成一个有机两个物种, 然后与核的反应, 形成一个新的碳碳键。

所有这些反应, 除了赫克耦合, 遵循相同的机制: 继氧化添加形成一个有机两个物种, 一个 transmetallation 步骤与有机金属核发生, 形成一个新的物种与两个碳钯键。最后, 还原消除产生新的碳碳键和再生钯零催化剂, 这可以继续与另一核和亲。

在赫克耦合反应中, 有机两种与先前的偶联反应相似, 但相对于 transmetallation 步骤, 在钯二种形成一个与烯烃的复合体的过程中, 发生了一个协调步骤。在协调步骤之后, carbopalladation 产生了一种新的碳碳和碳钯键。其次, β-氢化物消除产生所需的取代烯烃和钯两个氢化物种类, 它进行还原消除, 以再生钯零催化剂。

现在, 我们已经讨论了钯催化交叉反应的原理, 让我们来看看一个典型的赫克耦合过程。

为了合成α, β-不饱和羧酸, 我们将反应 4--4'-和丙烯酸在存在的钯催化剂。首先用苯乙酮、丙烯酸、钯二氯化物填充20毫升圆形底烧瓶, 用5毫升水稀释。然后加入碳酸钠, 将催化剂还原为钯零, 并加入磁性搅拌棒搅拌

在将试剂加入烧瓶后, 搅拌其含量, 并将反应加热到回流

用薄层色谱或 TLC 法监测反应的进展, 确保苯乙酮的完全消耗。

一旦反应完成, 从加热源中取出烧瓶, 让混合物冷却到室温。

一旦混合物冷却, 酸化到 ph 值1与1摩尔水 HCl, 监测 ph 值的纸, 和耦合产品应沉淀从解决方案。

在混合物酸化后, 将内容倒入 chner 漏斗上, 用滤纸覆盖, 并通过真空过滤收集固体。

为了验证耦合产物的结构, 在0.5 毫升的 DMSO-d6 中溶解2毫克的干物质, 并进行核磁共振分析。

现在, 我们已经看到了一个例子实验室程序, 让我们看看一些有用的应用钯催化交叉反应。

制药化合物制造的一个主要要求是最小的毒性和可燃性, 并在过程中的最大稳定性。铃木偶联反应条件相当安全, 这种反应在过程化学中得到广泛的应用, 如在合成 crizotinib, 一种肺癌药物, 从芳基溴和硼酸酯。

紫杉醇是一种具有抗癌性质的天然产物, 在太平洋红豆杉的树皮中被发现, 它是一种短。不幸的是, 只有10克的纯化合物可以收集每1.2 吨的树皮。在临床上需要的紫杉醇的数量需要开发一个有效的化学合成, 和一个分子间赫克耦合反应是有助于其 large-scale 生产。

你刚刚看了朱庇特的介绍钯催化交叉反应。你现在应该了解他们背后的原则, 如何进行实验, 以及他们的一些用途。谢谢收看!

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