Heck反應(yīng)簡介
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Heck反應(yīng)是有機(jī)化學(xué)中最為廣泛使用的碳-碳偶聯(lián)反應(yīng)之一。Heck反應(yīng)是烯烴與芳基或乙烯基鹵化物（或三氟甲磺酸酯）用于合成取代烯烴的鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)。該反應(yīng)需要在堿性條件下進(jìn)行，同時還具有高度的區(qū)域選擇性和立體專一性。[1,2]??Heck反應(yīng)由Richard F.Heck和Tsutomu Mizoroki在20世紀(jì)60年代末首次發(fā)現(xiàn)，因此Heck反應(yīng)也被稱為Mizoroki-Heck反應(yīng)。[3]?Mizoroiki-Heck也憑借這一反應(yīng)獲得了2010年諾貝爾化學(xué)獎。[4]
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圖1. Heck反應(yīng)
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Heck反應(yīng)機(jī)理
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Heck反應(yīng)是一種在強(qiáng)堿和鈀催化劑的存在下，以烯烴與有機(jī)鹵化物為原料進(jìn)行的交叉偶聯(lián)反應(yīng)，主要通過以下四步機(jī)理進(jìn)行：
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1.?氧化加成
2.?遷移插入
3.?β-H的消除
4.?還原消除
Heck反應(yīng)機(jī)理在很大程度上取決于鈀催化劑、配體和堿的選擇。通過改變這些因素，可以針對各種底物優(yōu)化反應(yīng)。Heck反應(yīng)是有機(jī)合成中構(gòu)建碳-碳鍵的重要反應(yīng)之一，并在該領(lǐng)域取得已了重大進(jìn)展。
Heck反應(yīng)影響因素
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以下幾個因素會影響Heck反應(yīng)的效率和選擇性，包括：
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1.鈀催化劑的選擇：鈀催化劑的選擇會顯著影響反應(yīng)結(jié)果。不同的鈀配合物具有不同的反應(yīng)性和選擇性，選擇合適的催化劑可以提高反應(yīng)的產(chǎn)率和選擇性。
2.配體結(jié)構(gòu)：配體的選擇也會影響反應(yīng)結(jié)果。配體在形成穩(wěn)定鈀絡(luò)合物和控制其反應(yīng)性方面起著至關(guān)重要的作用。不同的配體可以促進(jìn)不同的反應(yīng)途徑并改變反應(yīng)的選擇性。
3.堿的選擇：堿可以通過控制反應(yīng)混合物的酸度和促進(jìn)烯烴的去質(zhì)子化來影響反應(yīng)結(jié)果。不同的堿可以影響反應(yīng)的速率和產(chǎn)物的選擇性。
4.底物結(jié)構(gòu)：底物的結(jié)構(gòu)可以顯著影響反應(yīng)結(jié)果。底物的電子和空間特性會影響反應(yīng)速度、產(chǎn)物的選擇性和副產(chǎn)物的形成。
5.反應(yīng)條件：反應(yīng)條件，包括溫度、溶劑和反應(yīng)時間，也會影響Heck反應(yīng)的效率和選擇性。可以通過優(yōu)化這些因素提高反應(yīng)的產(chǎn)率和選擇性。
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Heck反應(yīng)應(yīng)用
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Heck反應(yīng)可用于以下應(yīng)用：
1,在新戊基膦配體在芳基溴化物與烯烴偶聯(lián)中的應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，烯烴異構(gòu)化程度由配體的選擇控制。其中，在Pd（dba）2作為催化劑的條件下，二叔丁基新戊基膦（DTBNpP）可以提高反應(yīng)中對2-芳基-2,3-二氫呋喃的選擇性，三新戊基膦（TNpP）則可以提高反應(yīng)中對異構(gòu)2-芳基-2,5-二氫呋喃的選擇性。[5]
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上述合成方案：
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1,在二惡烷溶劑中，在Pd(OAc)2催化劑和三乙胺（TEA）條件下，苯酞與不同烯烴進(jìn)行Heck偶聯(lián)反應(yīng)，以高產(chǎn)率有機(jī)合成得到γ-酮酸衍生物。[6]
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上述合成方案：
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1,二叔丁基二氮茚酮通過Heck反應(yīng)合成吲哚啉。吲哚啉在合成化學(xué)領(lǐng)域中是極具生物意義的重要化合物之一。[7]
2,Heck反應(yīng)可高效合成各種鄰三氟乙基取代的苯乙烯。[8]
3,Heck反應(yīng)可高兼容性的合成黃酮和新黃酮等重要的苯并吡喃衍生物。[9]
4,在不使用過渡金屬催化劑的情況下，即可通過Heck反應(yīng)產(chǎn)生二苯乙烯衍生物。[10]
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Heck反應(yīng)研究與趨勢
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1,關(guān)于新戊基膦配體在芳基溴化物與烯烴Heck偶聯(lián)反應(yīng)應(yīng)用中的研究。發(fā)現(xiàn)在環(huán)烯烴的Heck偶聯(lián)中，發(fā)現(xiàn)烯烴異構(gòu)化程度由配體的選擇控制。[5]
2,關(guān)于使用亞磷酰胺作為一種新型高效手性配體進(jìn)行芐基親電子體的不對稱Heck偶聯(lián)反應(yīng)。以芐基三氟乙酸鹽和2,3-二氫呋喃作為原料，亞磷酰胺作為配體進(jìn)行的Heck偶聯(lián)反應(yīng)，收率理想且立體選擇性優(yōu)異，可得到主產(chǎn)物2-芐基-2,5-二氫呋喃。[11]
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上述合成方案：
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Heck反應(yīng)的局限性
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Heck反應(yīng)具有以下幾點(diǎn)局限性：
官能團(tuán)耐受性：受酸敏感和堿敏感基團(tuán)存在的限制。這些基團(tuán)會在反應(yīng)過程中不可逆地失活或發(fā)生副反應(yīng)。
空間位阻：底物或配體上大量取代基的存在會阻礙反應(yīng)或改變產(chǎn)物的選擇性。
區(qū)域選擇性：反應(yīng)有時會表現(xiàn)出較差的區(qū)域選擇性，特別是在末端烯烴的情況下。非目標(biāo)區(qū)域異構(gòu)體的形成會限制反應(yīng)的效率和選擇性。
催化劑中毒：鈀催化劑因反應(yīng)混合物中的雜質(zhì)或某些官能團(tuán)的存在而失活或中毒。
實驗成本：反應(yīng)所使用的鈀催化劑的成本可能很高，限制了其在某些應(yīng)用中的實用性。
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盡管如此?，Heck反應(yīng)仍然是有機(jī)合成中C-C鍵形成的重要反應(yīng)。新型鈀催化劑、配體和反應(yīng)條件的開發(fā)有助于克服其中的一些限制，并提高反應(yīng)的收率以及區(qū)域選擇性。
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參考文獻(xiàn)
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