2-二叔丁基磷-3,4,5,6-四甲基-2',4',6'-三异丙基联苯在偶联反应中的应用

2025/8/26 9:47:42 作者:chemS

2-二叔丁基磷-3,4,5,6-四甲基-2',4',6'-三异丙基联苯(Di-tert-butyl(2′,4′,6′-triisopropyl-3,4,5,6-tetramethylbiphenyl-2-yl)phosphine,简称Tetramethyl tBuXPhos,CAS: 857356-94-6)为白色固体,熔点为168-172°C,分子式为C33H53P,分子量为480.75。结构如图1所示。其最常见的一类应用是在有机合成领域被用作多种偶联反应的金属配体,有着独特的不可替代的反应性能。多种类型的偶联反应被报道,例如卤代苯(三氟甲磺酸酯)与酰胺、KOH、咪唑、噁唑、吲哚等发生钯催化交叉偶联反应,构建C-C, C-N, C-O等键。

2-二叔丁基磷-3,4,5,6-四甲基-2',4',6'-三异丙基联苯结构.png

图1. 2-二叔丁基磷-3,4,5,6-四甲基-2',4',6'-三异丙基联苯结构

C-C键构建

Neil A. Strotman课题组[1]开发了互补的钯催化方法,可实现恶唑的直接芳基化,对于多种芳基及杂芳基溴化物、氯化物、碘化物和三氟甲磺酸酯,在 C-5 和 C-2 位均具有高区域选择性(>100:1)。在极性溶剂中,使用膦配体 5 (2-二叔丁基磷-3,4,5,6-四甲基-2',4',6'-三异丙基联苯) 或 6 时优先发生 C-5 位芳基化;而在非极性溶剂中,使用膦配体 3 时则优先发生 C-2 位芳基化。这是首个实现恶唑 C-5 位选择性芳基化的通用方法,有望在生物活性分子的合成中得到广泛应用。

C-N键构建

Stephen L. Buchwald课题组[2]报道了利用单齿联芳基膦(2-二叔丁基磷-3,4,5,6-四甲基-2',4',6'-三异丙基联苯)-钯催化剂实现芳基卤化物与酰胺偶联反应的研究结果。研究指出κ2-酰胺化物配合物的形成会损害该转化反应中催化剂的效能,且使用合适的双齿配体可阻止其形成。研究数据表明,使用某些单齿配体同样能够阻止κ2-酰胺化物配合物的形成,从而生成用于芳基氯化物胺化反应的更稳定催化剂。此外,计算研究阐明了联芳基膦的关键特征(膦中心邻位的甲基)在促成偶联反应发生中的重要性。使用膦中心邻位带有甲基的配体,可使多种芳基氯化物、杂芳基氯化物与各类酰胺以高产率发生偶联。

C-O键构建

钯催化的碳-氧键形成反应已发展成为一种有效的方法,可由芳基卤化物与苯酚或脂肪醇构建二芳基醚和烷基芳基醚。使用位阻较大的单齿配体促进碳-氧键的还原消除,已取得了最佳结果。有趣的是,从未有报道指出在该反应中使用氢氧化物盐(如氢氧化钾、氢氧化钠)作为亲核试剂直接生成苯酚。在尝试以1,4-二氧六环水溶液为溶剂、氢氧化钾为碱,进行钯催化水溶性亲核试剂与芳基卤化物的偶联反应时,Stephen L. Buchwald课题组[3]观察到生成了大量苯酚,而相应的二芳基醚仅为痕量。从而报道,由Pd₂dba₃与配体L1或L2(2-二叔丁基磷-3,4,5,6-四甲基-2',4',6'-三异丙基联苯)衍生的催化剂体系参与的反应,为从中性、富电子、邻位取代及官能化的芳基/杂芳基溴化物和氯化物制备苯酚提供了一种有效途径。

参考文献

[1] Strotman NA, Chobanian HR, Guo Y, He J, Wilson JE. Highly regioselective palladium-catalyzed direct arylation of oxazole at C-2 or C-5 with aryl bromides, chlorides, and triflates. Organic letters. 2010,12(16):3578-81.

[2] Ikawa T, Barder TE, Biscoe MR, Buchwald SL. Pd-catalyzed amidations of aryl chlorides using monodentate biaryl phosphine ligands: A kinetic, computational, and synthetic investigation. Journal of the American Chemical Society. 2007,129(43):13001-7.

[3] Anderson KW, Ikawa T, Tundel RE, Buchwald SL. The selective reaction of aryl halides with KOH: synthesis of phenols, aromatic ethers, and benzofurans. Journal of the American Chemical Society. 2006,128(33):10694-5.

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