有機合成人名反應第19天:Ullmann condensation

善解人意狂飆110 發佈 2024-05-10T12:55:06.665138+00:00

1904年,F.Ullmann觀察到,在銅粉的存在下,芳基鹵化物與酚的反應得到了顯著改善。反應特點:烏爾曼縮合的一般特徵是:1)芳基碘化物、溴化物和氯化物都是良好的底物,具有以下反應性趨勢:I>Br>Cl>>F;

反應概述

銅介導的雙芳基醚合成被稱為Ullmann縮合(Ullmann雙芳基乙醚合成)。

反應通式:

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反應發現:

1904年,F.Ullmann觀察到,在銅粉的存在下,芳基鹵化物與酚的反應得到了顯著改善。1906年,I.Goldberg公開了通過在K2CO3/CuI存在下使芳基鹵化物與醯胺反應(Goldberg反應/Goldberg修飾的Ullmann縮合),銅介導的芳基胺的形成。

反應特點:

烏爾曼縮合的一般特徵是:

1)芳基碘化物、溴化物和氯化物都是良好的底物,具有以下反應性趨勢:I>Br>Cl>>F(在未催化的SNAr反應中觀察到相反的趨勢);

2) 芳基氟化物通常在反應條件下不反應;

3) 可以以逐步的方式引入幾個芳氧基;

4) 芳族鹵化物可以包含許多不同的取代基,甚至反應性官能團(例如OH、NH2、CHO)不需要像Ullmann雙芳基偶聯那樣受到保護

5) 鄰位和對位的吸電子取代基(例如NO2、CO2R、COO-)具有顯著的活化作用,並且這些底物的產率是優異的

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6) 與未取代的芳基鹵化物相比,芳環上任何位置的給電子取代基不會顯著降低芳基鹵化物的反應性

7) 在銅金屬或銅衍生催化劑存在且使用或不使用溶劑的情況下,所需溫度範圍為100至300°C;

8) 銅的催化活性取決於製備方法

9) 各種各樣的溶劑都能很好地工作,並且大多數溶劑都含有一個帶有一對電子的雜原子;

10) 溶劑有助於通過絡合溶解催化活性的銅物種;

11) 酚組分可以游離酚或酚鹽的形式引入;

12) 當使用游離酚時,向反應混合物中加入鹼(K2CO3),但其他鹽被證明無效

13) 如果使用Cu2O或CuO代替銅,則不需要鹼,因為這些物質用作鹼

14)由於酚和酚鹽對氧化敏感,因此通常需要使用惰性氣氛

芳基鹵化物組分的典型副反應很少

1)還原脫鹵,特別是當苯酚相對不活潑時;

2) 烏爾曼雙芳基均耦聯;

和3)鹵素與Cu(I)鹽的交換。

反應改進:

已經引入了一些修改,以改善一些苛刻的原始反應條件(高溫,通常產率低,使用化學計量量的銅),其主要利用除芳基鹵化物以外的偶聯劑:

1)在Et3N、分子篩和Cu(OAc)存在下的芳基硼酸2(Chan-Evans-Lam修改);

2)芳基三氟硼酸鉀(Batey改性);

3)芳基碘鎓鹽(Beringer-Kang修飾);

4)芳基鉛化合物(巴頓鉛烷修飾);

5)芳基鉍化合物(巴頓修飾)。

反應機理:

銅中間體的確切性質(氧化狀態)尚不清楚,但基於自由基清除劑實驗,已經排除了自由基機理。顯示了兩種可能的(推測的)途徑。

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反應應用:

D.L.Boger及其同事使用分子內Ullmann縮合形成細胞毒性天然產物康布他他汀D-2.50的15元大環。該化合物具有不尋常的間環和對環戊烷亞基,這些亞基也存在於一系列抗腫瘤抗生素中。第一種方法(其中最後一步是大環內酯化)不成功,因此研究人員選擇形成二芳基醚部分作為關鍵的大環化步驟。發現甲基銅介導環化,並給出相應的二芳基醚的中等產率。最後,三碘化硼介導的去甲基化提供了天然產物。

在P. Wipf.通過酚類化合物與1-碘-8-甲氧基萘的烏爾曼縮合實現兩個取代萘環的偶聯。過量使用芳基碘偶聯劑,並在全當量氧化銅(I)存在下在回流吡啶中進行縮合。

在K.C.Nicolaou的實驗室中,開發了一種製備雙芳基醚的新的溫和方法。在CuBr存在下,二元鹵代芳香族三氮烯與酚類進行了有效偶聯。這種溫和的改良烏爾曼縮合被用於萬古黴素的DOE和COD模型環系統的合成。

烏爾曼雙芳基胺縮合用於合成SB-214857,一種GPIIb/IIIa受體拮抗劑。 D.Ma及其同事在相對溫和的條件下使用CuI作為真正的催化劑將芳基鹵化物與β-胺基酸和酯偶聯。

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參考文獻:Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis. László Kürti, Barbara Czakó, Elsevier Academic Press, 2005.


第二個版本:

https://synarchive.com/named-reactions/ullmann-condensation





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End!

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