Cadiot-Chodkiewicz偶联反应是从炔基卤和炔基铜试剂制备二乙炔基化合物的反应,用于合成非对称二炔。
其反应机理和Castro-Stephens反应类似。而Sonogashira偶联也是合成非对称共轭二炔的方法。
反应定义
Formation of bisacetylenes from the coupling reaction of a terminal alkyne and an alkynyl halide using a copper(I) salt as a catalyst
反应机理
反应机理包含有C-X键与炔基铜的氧化加成反应和C-Cu键的还原消除反应。其中末端炔烃很容易转化为炔基铜试剂,而Cu(I)可以在偶联反应中原位再生。
该反应经历氧化加成和还原消除过程。对底物敏感,炔上连有苯基及羟烷基可促进偶联反应的进行。有时会产生自身偶联产物,因而导致产率降低和产物分离困难。
现有文献将Cadiot-Chodkiewicz偶联反应的机理解析为:
A与B生成C的氧化加成反应,卤原子上独对电子进入铜原子的空轨道,铜原子的外层自由电子容易转移至缺电子的炔基碳原子上,而卤素离去生成炔基自由基;接着炔基自由基与铜自由基成键。
自A至C的氧化加成过程应该解析为:
自C至P的还原消除反应,则由于与铜成键的两个炔铜键的电负性接近、键长又较长,因而离解能较低,容易均裂成自由基,两个炔基自由基又容易近距离成键,同时生成卤化亚铜:
实践经验证明,炔基与铜之间容易均裂,金属铜及其卤代物参与的反应一般是按自由基机理进行的。
拓展:
除了简单的Cu(I)盐可作为Cadiot-Chodkiewic偶联反应外,Cu(I)-沸石和Cu(OH)x/TiO2等负载型铜试剂也是偶联反应的有效催化剂,使用这些催化剂的最大优点是催化剂可以回收和循环使用。二炔的合成反应也可以在超临界CO2、水和离子液体等反应介质中进行。
反应实例
Journal of Organic Chemistry, 2002 , vol. 67, # 19 p. 6841 - 6844
Journal of Organic Chemistry, 2010 , vol. 75, # 19 p. 6382 - 6390
Journal of Organic Chemistry, 2001 , vol. 66, # 6 p. 2146 - 2148
Tetrahedron Letters, 1996 , vol. 37, # 16 p. 2763 - 2766
Journal of Organic Chemistry, 2002 , vol. 67, # 19 p. 6841 - 6844
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