经典合成反应标准操作—钯催化的插羰反应
苯可以间接转化成苯甲酸。
OSO2F+CO+MeOH2-37Pd(OAc)2, dppp, DMSOEt3N, 1 atm., 60oC, 88%CO2Me
PhI+BF4-+CO+MeOHPd(OAc)2, Bu3Nrt., 1 atm., 84%2-38CO2Me
Pd(OAc)2, Bu3Nrt., 1 atm., 64%
BuI+Ph O-Ts2-39+CO+MeOHBuCO2Me
PhIO2+CO+H2O2-40Na2PdCl4, Na2CO31 atm., 40C, 71%oPhCO2Na
OPhO2-42O
PhN2BF4+CO+2-41MeCO2NaPd(OAc)2rt., 83%
在CsF存在下,芳基卤化物能够极其温和的条件下进行插羰反应,并以较高收率得到酰基氟化物2-43。与酰氯不同,酰氟对于钯催化剂来说是惰性的。苯磺酰氯2-44在160oC和titanium tetralkoxide存在下,经过脱磺酸基和插羰反应可以得到苯甲酸酯2-45。
I+CO+ClCsFPdCl2(Ph3P)2, 80oC91% conversion80% selectivityCOFCl2-43
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经典合成反应标准操作—钯催化的插羰反应
SO2Cl+CO+Ti(o-iPr)42-44Pd(Ph3P)4, 160oC10 atm., 66%2-45CO2-i-Pr
杂芳环溴化物通过插羰反应可以生成杂芳基酯(例如:2-46)和杂芳酰胺。甚至二氯吡嗪2-47和氯吡啶在比较苛刻的条件(120 oC, 40 atm)下都可以进行插羰反应。
NSBr+CO+EtOHPdCl2(Ph3P)2Et3N, 100oC, 95%NSCO2Et2-46
ClNN2-47Cl+CO+MeOHPd2(dba)3, Ph3P120oC, 66%MeO2CNNCO2Me
Trifluoroacetimidoyl iodides 2-48 在温和条件下的插羰反应可以被用来合成三氟甲基甘氨酸的衍生物2-49和2-50。
CO2EtZnIF3C2-48NTol+CO+EtOHPd2(dba)3, K2CO3rt., 1 atm., 96óCCO2EtNTol64%MeLi65óC2-50F3CNH22-49CO2EtNH2
在1 atm压力,伯胺或仲胺存在的情况下,卤化物的插羰反应生成酰胺。带有氨基的芳基溴化物的分子内羰基化反应可以得到内酰胺,这个方法已经被应用于异喹啉生物碱2-51的合成。天然七元环内酯2-52(tomaymycin, neothramycin)的合成也是通过这个方法。α-烯基-β-内酯2-53的形成也是通过2-溴-3-烷氨基-1-丙烯的分子内羰基化反应。
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经典合成反应标准操作—钯催化的插羰反应
HNBr+COPd, Ph3P34.5%EtOOOMe2-51MeOEtOMeONOMe
OTsOEtONBrONHOR+COPd(Ph3P)4, Bu3N110oC, 69%TsOEtOO2-52ONNOOR
OBnBrNCO2Bn+COPd(OAc)2, Ph3P, Et3N80oC, 4 atm., 62.7%ONCO2Bn2-53OBn
邻二碘苯和伯胺的插羰反应可以生成邻苯二甲酰亚胺2-54。在DBU或2,6-二甲基吡啶存在下,碘苯和邻苯二胺的插羰反应得到2-苯基苯并咪唑2-56。手性的aryl或alkenyl oxazoline 2-59被制备是通过aryl或enol triflates在手性氨基醇2-57存在下先进行插羰反应得到酰胺2-58,然后再在SOCl2中脱水关环。
OI+IPhNH2+COPdCl2(Ph3P)2DBU,63%NPhO2-54
NH2+NH22-55I+COPdCl2(Ph3P)2DMA,DBU,95%NNH2-56
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经典合成反应标准操作—钯催化的插羰反应
HOONH2-58OSOCl298%N?OTf+CO+H2N?HO2-57Pd(dba)2,dppp,Et3N1 atm, 70oC, 62%2-59
对于插羰反应来说,烯基氯化物一般是非常不活波的,但是氯乙烯是个例外,它可以和NH3在100oC发生插羰反应生成迈克尔加成产物酰胺2-60,这个反应的收率非常高。
PdCl2(Ph3P)2Cl+CO+NH3100CoH2NCONH22-603
在一定条件下,卤化物还可以进行两次插羰反应,从而生成α-酮酸的衍生物。它是单羰基化反应的竞争反应。用Ca(OH)2作碱,烷基膦作配体,碘苯在水中插羰生成α-酮酸(苯基乙醛酸)2-61。同样,在水和异丙醇的混合溶剂中,Ca(OH)2作碱,Me3P作配体,碘苯经过两次插羰和还原之后得到苦杏仁酸2-62。另外,碘苯和二级胺在用烷基膦或双齿膦作配体的条件下经过二次插羰反应生成α-酮酰胺2-63,此反应的化学选择性非常高。邻碘苯胺衍生物的二次插羰产物可以转化成靛红2-65和喹啉2-64。氯苯在Cr(CO)3作用下,用PdCl2(MePh2P)2作催化剂经过两次插羰反应生成α-酮酰胺和苯甲酰胺。
I+2CO+H2OOPdCl2(Et3P)2, Ca(OH)2t-BuOH, 150 atm, 100C77%2-61oOOHO11%+OH
I+2CO+H2OOHPdCl2(Et3P)2,OHOHO2-62Ca(OH)2, 150 atm, 67%
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经典合成反应标准操作—钯催化的插羰反应
Ph-I+CO+Et2NHPdCl2(MePh2P)2100oC, 95%PhCOCONEt2+2-6386 : 14PhCONEt2
HaON.1I+NHAcCO+Et2NHPdCl2(MePh2P)2COCONEt2NHAcN2-64OONH2-65MeCOe2.M93%
Cl+CO+Et2NHCr(CO)32-66PdCl2(MePh2P)2PhMe, 100oC51.7F.6%COCONEt2+CONEt2
α-酮酯2-67能够通过碘苯和大位阻二级胺的二次羰基化反应形成,但是这个反应的选择性非常低。对于二次插羰反应来说,烯基溴化物比芳基卤化物的反应活性更低。α-酮酰胺能够通过芳基和烯基溴化物的二次羰基化反应得到,而α-酮酯是不能够通过他们在相应醇中的羰基化反应得到。
PhI+CO+sec-BuOHPdCl2(PCy3)2Et3N, 91% conv.PhCOCO2Bu+2-6764 : 36PhCO2Bu
3. 插羰反应制备羧酸实验操作
NHCOMeBr+CO+H2OPdCl2(Ph3P)2(0.1 wt%), Ph3PBu3N, 120oC, 3 atm., 85%2-11CO2HNHCOMe
A 200-mL glass pressure bottle equipped with two valves and a pressure gauge was charged
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