介绍
烷磺酸(三环己基膦)(2-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)属于Buchwald-Hartwig系列配体家族,分子式为C₃₁H₄₆NO₃PPdS。中心钯原子(Pd²⁺),与三环己基膦(PCy₃)和2-氨基-1,1'-联苯-2-基配位,形成稳定的钯环金属化中间体;抗衡离子为甲磺酸根(OSO₃CH₃⁻),提供电荷平衡并调节亲水性。外观为白色至米色粉末。易溶于大多数有机溶剂,但不溶于水。

烷磺酸(三环己基膦)(2-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)
催化机理
烷磺酸(三环己基膦)(2-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)常用于Suzuki-Miyaura偶联、Buchwald-Hartwig胺化等反应中,主要涉及氧化加成、金属转移、还原消除等步骤,依靠配体与钯中心的协同作用调控反应的活性与选择性。
氧化加成
在烷磺酸(三环己基膦)(2-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)的钯中心以+2价的氧化态稳定存在,其配位由三环己基膦、2-氨基-1,1'-联苯-2-基配体及烷磺酸根构成,形成相对稳定的四配位结构。当与卤代芳烃接触时,钯(II)中心会与卤代芳烃的C-X键发生作用,引发氧化加成反应。在此过程中,钯的氧化态从+2升高至+4,同时C-X键断裂:卤原子脱离芳基,与钯中心形成配位键,而芳基则通过新的碳-钯键与钯中心结合,生成高活性的钯(IV)中间体。氧化加成后,溴原子与钯中心配位,苯基通过碳-钯键连接于钯中心,原本稳定的溴苯被活化。原本的四配位结构因卤原子的加入扩展为五配位或六配位,空间构型的改变进一步增强了钯中心的反应活性[1]。
金属转移
氧化加成生成的钯(IV)中间体并非最终产物,需与亲核试剂发生金属转移反应,完成有机基团的传递与重组。亲核试剂多为硼酸或硼酸酯,其硼原子因携带部分负电荷而具有亲核性,可与钯(IV)中间体发生特异性作用。硼酸(或硼酸酯)的硼原子首先与钯中心配位,随后硼酸中的有机基团从硼原子转移至钯中心,形成新的C-Pd键;同时,硼原子与原钯中间体中的卤原子结合,生成硼卤化物副产物。此步骤中钯的氧化态保持+4不变,仅发生配体的交换与有机基团的转移[2]。
还原消除
经过金属转移后,钯(IV)中间体已结合两个有机基团,此时钯中心的氧化态仍为+4,处于高能量的不稳定状态,倾向于通过还原消除释放能量。钯的氧化态从+4降低至+2,两个有机基团通过新的碳-碳键连接,生成偶联产物。同时,钯中心重新形成稳定的四配位结构:三环己基膦、2-氨基-1,1'-联苯-2-基配体及烷磺酸根再次占据配位位点,再生出初始的烷磺酸(三环己基膦)(2-氨基-1,1'-联苯-2-基)钯(II)催化剂。还原消除的速率直接影响整个催化循环的效率,而配体的电子效应与空间效应在此步骤中仍发挥关键作用:适当的电子密度与空间位阻可降低还原消除的活化能,促进产物快速生成[3]。
参考文献
[1]Jie D ,Honghai Z ,Wei P , et al.t-Bu3P-Coordinated 2-phenylaniline-based palladacycle complex as the precatalyst for the Suzuki cross-coupling polymerization of AA/BB- and AB-type monomers[J].ABSTRACTS OF PAPERS OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY,2016,252
[2]Junya A ,Tomohiro I ,Masaya S .A Polystyrene-Cross-Linking Tricyclohexylphosphine: Synthesis, Characterization and Applications to Pd-Catalyzed Cross-Coupling Reactions of Aryl Chlorides.[J].Chemistry, an Asian journal,2018,14(3):411-415.
[3]HuiYuan L ,Yuan L ,Yang L , et al.Photocatalytic Decarboxylative [2 + 2 + m] Cyclization of 1,7-Enynes Mediated by Tricyclohexylphosphine and Potassium Iodide.[J].Organic letters,2020,22(22):