PD-170的合成与催化机制

2026/10/6 8:01:08 作者:电离式

介绍

PD-170即chloro(crotyl)(2-dicyclohexylphosphino-2′,4′,6′-triisopropyl-1,1′-biphenyl)palladium(II),也就是Pd(π-crotyl)(XPhos)Cl(Pd含量约15.8%),属于第二代空气稳定的中性π-烯丙基钯预催化剂。其催化机制核心在于预催化剂—活性催化剂的顺利转化。

PD-170.jpg

图一 PD-170

催化机制

PD-170的XPhos是一种大位阻、富电子的联苯基二环己基膦配体,它对Pd中心提供强σ-给电子能力和适当的空间屏蔽,既显著促进氧化加成,又能在后续还原消除阶段稳定过渡态、抑制钯黑与催化剂失活,从而兼顾高活性与长寿命。整个催化循环遵循氧化加成、转金属化、还原消除的三步路径。首先活性Pd(0)对芳基(或杂芳基)卤代物发生氧化加成生成Pd(II)芳基配合物;随后在碱存在下与有机硼、有机锌或胺等亲核试剂发生转金属化,将第二个有机基团转移至钯中心;最后两个有机基团经还原消除形成目标C–C或C–N键,并再生Pd(0)完成闭环。π-烯丙基结构的巧妙之处在于其可控的活化方式。它既能高效、定量地递送大位阻富电子的XPhos配体,又能抑制β-消除等副反应、减少同源偶联等副产物生成。

PD-170被广泛应用于构建碳—碳键和碳—杂原子键的各类交叉偶联反应,是药物、精细化工与先进材料合成中的催化剂。在Suzuki–Miyaura偶联中,它能高效催化杂芳基氯代物与芳基/杂芳基硼酸的交叉偶联,实现联芳基骨架的构建;它可实现对杂芳基氯代物与难偶联芳基、杂芳基硼酸的有效偶联。在Negishi偶联中,它对空间位阻底物同样保持良好活性。在Buchwald–Hartwig胺化反应中,PD-170可实现芳基卤与胺的C–N键偶联,是合成苯胺类、含氮杂环及药物中间体的关键步骤。此外,其应用还延伸至Miyaura硼化。在优化条件下以Pd-170(3mol%)实现十克级Miyaura硼化,并能在水相K₂CO₃体系中进行;相关π-烯丙基钯体系也被用于Heck偶联、C–H活化/羰基化等转化。PD-170的突出价值在于空气稳定性、优异的有机溶解性、低催化剂用量与高turnover。

合成

制备rP烷基取代(Ri),烯丙基)(liqand)(X)配合物的代表性程序:在干燥的Schlenk管中装入配体(4.74 mmol)和[(任选取代的(Ri2)m-烯丙基)PdCI]2(2.36 mmol)。将管子抽真空,并用氮气回填三次。加入10mL无水溶剂(如THF或甲苯),将混合物在室温下搅拌20分钟。加入戊烷(5mL)或己烷以使产物完全沉淀。通过真空过滤收集产物PD-170,洗涤(3 x 10 mL戊烷或己烷)并在真空下干燥[1]。

PD-170的合成.png

图二 PD-170的合成

参考文献

[1]Current Patent Assignee: JOHNSON MATTHEY - WO2015/189554, 2015, A1

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