Stille偶联反应

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Stille偶联反应是指有机锡试剂和卤代物或类卤代物在钯催化下进行CC键偶联的反应。此反应对卤代物的R基团限制较少。反应的条件比较多,另外正如下方介绍的卤代物和有机锡试剂种类很多,互相进行偶联,因此此反应可以合成的产物也很多。

反应一般在无水无氧惰性环境中进行,反应条件较温和(接近中性条件),等计量的Cu(I)可以提高反应的专一性及反应速率。氧气会使钯催化剂发生氧化,并导致有机锡化合物发生自身偶联。本反应的缺点就是,有机锡试剂毒性较大,而且其极性较小,在水中的溶解度很低。虽然有机锡试剂很稳定,但是由于与Stille偶联反应效果几乎相同的Suzuki反应的发现,Suzuki 反应使用有机硼酸及其衍生物,使用方便并且没有有机锡试剂的那些缺点,因此此反应的重要性迅速降低。

对于一些不易制备得到的硼酸(如2-吡啶硼酸),可以用有机锡试剂代替,可以得到很好的效果。


一些简单的亲电试剂和有机锡试剂:



添加LiCl能加速反应,可以解释为通过形成较强的Sn-Cl键而加速金属迁移化。而使用过量的配体会抑制金属迁移化步骤。在有些反应中,添加CuI作为过量配体的络合剂能缓解其对迁移金属化的抑制作用。也可能是由于有机铜有作为中间体促进反应。使用电中性的配体(比如想三苯基砷Ph3As)效果也很好。CsF等氟源也能增加反应速度,产生的溶解性低的氟化锡有利于反应进行。

反应结束后体系中的有机锡化合物,经常在用柱层析分离时发生拖尾使纯化困难。在体系中加入KF水溶液,搅拌一晩能使锡变成氟化锡。此操作能使纯化和分离简化一些 。




反应机理

反应机理分为四个历程:氧化加成,金属迁移,异构化,还原消除。金属迁移是反应的决速步骤。添加剂能使金属迁移过程加速而提高反应速度【Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 4704.】。锡的金属迁移速度:alkynyl > alkenyl > aryl > allyl benzyl > α-alkoxyalkyl > alkyl ,因此三丁基锡或三甲基锡上的甲基和丁基对反应性没有影响。


反应实例


【Angew. Chem. Int. Ed., 2004, 43, 1132-1136.】 







【J. Org. Chem., 2005, 70, 2832-2834.】








【 J. Org. Chem., 2009, 74, 5599-5602.】








【Tetrahedron, 2003, 59, 3635-3641.】







【J. Org. Chem, 1990, 55, 3019-3023.】 





【 J. Org. Chem., 2005, 70, 8601-8604.】





【Tetrahedron Lett. 1999, 40, 4507-4510】







【Tetrahedron, 1999, 55, 8967-8976】






【J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 740-742】





【Tetrahedron Lett. 2013, 54, 913-917】




 John Kenneth Stille(1930-1989) 出生于亚利桑那州的图森,在科里拉多州立大学发现了以其名字命名的Stille偶联反应。在其事业的顶端,天妒英才,在参加ACS会议的归程中死于空难。



参考文献

一、Organic Chemistry Portal:http://www.organic-chemistry.org/namedreactions/stille-coupling.shtm

二、化学空间:https://cn.chem-station.com/reactions/2014/01/%e6%96%bd%e8%92%82%e5%8b%92%e5%8f%8d%e5%ba%94migita-kosugi-stille-cross-coupling.html

三、Name Reactions (A Collection of Detailed Reaction Mechanisms), Jie Jack Li, Stille coupling,page 584-585.



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