常用催化剂----二氯二(三苯基膦)镍

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【英文名称】Dichlorobis(triphenylphosphine)nickel(II)

【分子式】 C36H30Cl2NiP2

【分子量】654.18

【CA登录号】[14264-16-5]

【结构式】NiCl2(PPh3)2

【物理性质】黑绿色固体,mp 205~206 oC,溶于苯、丙酮、THF和热的乙醇溶液。相关配合物还有:NiCl2(PEt3)2,黑色固体,mp 112~113oC;NiCl2(PBu3)2,红色固体,mp 48~49 oC;

NiCl2(dppe),橙色固体,mp 263~265 oC;

NiCl2(dppp) , 红色固体,mp 213 oC ;

NiCl2(dppb),淡紫色固体,mp 270~272 oC;

NiCl2(dppf),黑绿色固体,mp 283~284 oC。

【制备和商品】上述各种镍配合物都有商品化试剂,也可从NiCl2与各种磷配体直接反应制备而来。

【注意事项】二氯化镍膦配合物具有腐蚀性和致癌性,操作时要小心谨慎。


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二氯化镍膦配合物主要用于催化各种卤代烃R-X 与格氏试剂间的交叉偶联反应、C-X键还原反应、sp2-C 卤代物的自身偶联反应、卤代芳烃的置换反应以及二烯的低聚反应[1]。

二氯化镍膦配合物催化的R-X 与有机金属亲核试剂间的交叉偶联反应已经研究得非常系统了。其中R可以是烷基、芳基、乙烯基和烯丙基,X可以是任何离去基团如活泼的三氟甲基磺酸基、卤素以及较不活泼的硫基、亚砜、砜、羟基、烷氧基甚至酰胺官能团;芳基、乙烯基和烷基格氏试剂是最常用的有机金属亲核试剂。代表性的反应如下 (式1~式3)[2~4]。



镍配合物和钯配合物是实现这类反应的最常用催化剂。对于镍配合物而言,通常带有膦配体的配合物能获得更好的催化效果,并且带有双齿膦配体的镍配合物能最高产率地催化活化简单芳基、乙烯基和烯丙基底物。

对于二级烷基格氏试剂,金属催化剂的选择非常重要,因为反应中会伴随β-H消除过程。实验证明,NiCl2(dppe)能有效避免β-H消除产物的发生,是实现这类反应的最理想催化剂 (式4)[5]。



乙烯基醚和芳基醚的反应活性较相应的溴化物要差一些,但在镍配合物催化下也能与格氏试剂发生交叉偶联反应。其中,比较重要的反应如二氢呋喃和二氢吡喃衍生物与格氏试剂间的反应,能分别得到高烯丙基醇和二高烯丙基醇化合物(式5)[6]。



烯丙基醇也能与格氏试剂发生脱羟基反应,得到对应的烯丙基化合物 (式6)[7],丙炔基醚与格氏试剂的反应则能得到联烯化合物 (式7)[8]。



乙烯基硫化物与格氏试剂在镍配合物催化下的多步交叉偶联反应是立体选择性合成烯烃的基础 (式8)[9]。在相同条件下噻吩与格氏试剂的反应能高度选择性地得到丁二烯。



与卤代物和三氟甲基磺酸基化合物的反应不同,碳-硫键的置换反应只有在镍催化剂作用下才能发生,钯配合物不具有活化该类反应的活性。硫醇、亚砜、砜和磺酸盐都能在镍配合物催化下实现与格氏试剂的交叉偶联反应(式9)[9]。二硫羧醛具有两个与相同碳原子相连的C-S键,与格氏试剂在镍配合物催化下的反应能得到相应的二甲基化合物 (式10)[10]。



与手性膦配体配位的镍配合物能实现具有对映选择性的交叉偶联反应,如1-溴萘与1-萘基格氏试剂在镍的二茂铁手性膦配合物催化下得到手性联二萘衍生物 (式11)[11]。



NiCl2(PPh3)2 与二级格氏试剂反应能原位产生Ni-H 中间体,它能作用于C-S 键并实现其断裂 (式12)[12]。


NiCl2(PPh3)2在还原剂Zn的作用下能原位产生Ni(0)中间体,从而能够实现芳基卤代物和乙烯基卤代物的自身还原偶联反应 (式13)[13]。NiCl2PPh3 与Zn 组合还能实现卤代芳烃与α,β-不饱和酯间的还原Heck反应 (式14)[14]。



此外,二氯化镍膦配合物还能实现其它很多类型的反应。如1,7-二炔与丙炔醇在化学计量的NiCl2PPh3 和丁基锂作用下能得到四氢萘内酯化合物 (式15)[15]。



参 考 文 献

1. Blystone, S. L. Chem. Rev., 1989, 89, 1663.

2. Tamao, K.; Sumitani, K.; Kumada, M. J. Am. Chem. Soc.,1972, 94, 4374.

3. Wudl, F.; Bitler, S. P. J. Am. Chem. Soc., 1986, 108, 4685.

4. Tamao, K.; Kodama, S.-i.; Nakatsuka, T.; Kiso, Y.; Kumada,M. J. Am. Chem. Soc., 1975, 97, 4405.

5. Hayashi, T.; Konishi, M.; Yokota, K. -i.; Kumada, M. Chem.Lett., 1980, 767.

6. Wenkert, E.; Ferreira, V. F.; Michelotti, E. L.; Tingoli, M. J.Org. Chem., 1985, 50, 719.

7. Fiaud, J.-C.; Aribi-Zouioueche, L. Chem. Commun., 1986, 390.

8. McCarthy, J. R.; Barney, C. L.; Matthews, D. P.; Bargar, T. M.Tetrahedron. Lett., 1987, 28, 2207.

9. (a) Tiecco, M.; Tingoli, M.; Wenkert, E. J. Org. Chem., 1985,50, 3828. (b) Tiecco, M.; Tingoli, M.; Wenkert, E. J. Org.Chem., 1985, 50, 3828.

10. (a) Yuan, T.-M.; Luh, T.-Y. J. Org. Chem., 1992, 57, 4550.

(b) Shiu, L.-L.; Yu, C. C.; Wong, K.-T.; Chen, B.-L.; Cheng,W.-L.; Yuan, T.-M.; Luh, T.-Y. Organometallics, 1993, 12, 1018.

11. Hayashi, T.; Hayashizaki, K.; Kiyoi, T.; Ito, Y. J. Am. Chem.Soc., 1988, 110, 8153.

12. Trost, B. M.; Lavoie, A. C. J. Am. Chem. Soc., 1983, 105, 5075.

13. Zembayashi, M.; Tamao, K.; Yoshida, J.-i.; Kumada, M.Tetrahedron. Lett., 1977, 4089.

14. Takagi, K. Chem. Lett., 1990, 2205.

15. Bhatarah, P.; Smith, E. H. Chem. Commun., 1991, 277.


本文转自:《现代有机合成试剂——性质、制备和反应》,胡跃飞等编著



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