• 概要

卤化芳烃・芳基三氟甲磺酸・芳基磺酸盐与Grignard试剂在铁催化剂的作用下进行的偶联反应。氯化芳烃是该反应最好的底物。而溴化芳烃与碘化芳烃在该条件下优先发生脱卤素化反应。

最初J. K. Kochi等人只报道了以卤代烯烃作为底物的反应实例，近年来A.Fürstner实验室发现在该类反应中添加NMP(N-methylpyrrolidone)可以实现底物的一般性扩展，使得该反应变得更加实用。

该反应中使用的都是廉价的氯代芳烃，廉价低毒性且称取方便的铁(III)，而反应条件也是十分温和的0度～室温的Practical条件，反应时间也十分短暂(通常5～10分)，并且具有很高的官能团选择性，是一个极其具有开发潜力的反应。期待反应未来的发展。

 

• 基本文献

・ Tamura, M.; Kochi, J. K. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 1487. DOI: 10.1021/ja00735a030
・ Fürstner, A.; Leitner, A. Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 609. [abstract]
・ Fürstner, A.; Leitner, A.; Mendez, M.; Krause, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13856. DOI:10.1021/ja027190t
・ Review： Fürstner, A.; Martin, R. Chem. Lett. 2005, 34, 624. doi:10.1246/cl.2005.624

 

• 反应机理

在反应中，高价铁催化剂与Grignard试剂反应，生成低价态的复杂的配体Fe(-II)中间体，也是该中间体决定了反应的高官能团选择性。(参考：Angew. Chem. Int. Ed.2000, 39, 4610.)。由于卤代α位碳原子上的立体结构的消失，所以这也说明氧化加成是按照自由基机理进行的。

 

 

• 反应实例

近年来，铁催化的研究不断取得进展，通常对于不容易发生偶联反应的2级sp³-烷基卤代物的偶联反应也同样被开发应用。特别是Fürstner等人开发的[Li₂(tmeda)][Fe(ethylene)₄]螯合物作为催化剂使用的话[1]，即使底物中有异氰酸酯这类高反应性的基团存在也不受影响，卤代位置直接与Grignard实际迅速的偶联反应。

近年来，中村等人使用铃木偶联反应的条件顺利进行了该反应[2]。

 

• 实验步骤

实验实例[3]

在装备有搅拌子的2L的二颈圆底烧瓶中，在Ar保护下，加入4-chlorobenzoic acid methyl ester (13.0 g, 76.2 mmol)、 Fe(acac)₃ (1.35 g, 3.82 mmol, 0.05 eq)、THF（450mL）、N-methylpyrrolidinone (25mL)。在冰浴下，用聚乙烯套管1分钟内迅速加入调配好的nonylmagnesium bromide （97.0 mmol in THF, 1.25eq）。溶液的颜色迅速从红色向浓暗紫色变化。然后移除冰浴，溶液在室温下搅拌7～10分钟。用乙醚（200mL）稀释后，缓慢加入1M盐酸（300mL）猝灭反应。萃取，水相用乙醚（200mL）再次萃取。合并有几层后用饱和碳酸氢钠水溶液（300mL）萃取洗净，用无水硫酸钠干燥。滤过后，旋转蒸发浓缩。得到的橙红色的粗产物用减压蒸馏(1×10^-4 torr, bp 103-105℃)提纯，得到无色油状目标产物（15.81-16.85 g, 収率79-84%）。

 

• 实验技巧

• 参考文献

[1] [2] Hatakeyama,T.; Hashimoto, T.; Kondo, Y.; Fujiwara, Y.; Seike,H.; Takaya, H.; Tamada, Y.; Ono, T.; Nakamura, M. J. Am. Chem. Soc. 2010, ASAP. doi:10.1021/ja103973a
[3] Furstner, A.; Leitner, A.; Seidel, G. Org. Synth. 2005, 81, 33. [PDF]

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