氯化钯和氯化铜催化炔烃卤钯化环化反应的应用研究

唐建生

（湖南第一师范学院教育科学系，湖南长沙 410205）

氯化钯和氯化铜催化炔烃卤钯化环化反应的应用研究

唐建生

（湖南第一师范学院教育科学系，湖南长沙 410205）

卤钯化反应是有效地构建多种生理活性药物、有机功能小分子以及合成骨架的重要途径，在有机合成上有着非常广泛的应用。通过综合整理，对近几年来氯化钯和氯化铜催化炔烃环化反应合成含氧杂环化合物和含氮杂环化合物等两方面的最新研究进行综述。

炔烃；卤钯化反应；含氧杂环化合物；含氮杂环化合物；合成

炔烃卤钯化是钯化学中的重要分支。它能够在产物中引进合成中非常有意义的烯基卤官能团，极大丰富了具有广泛生物活性多烯化合物合成方法，同时，卤原子基团为进一步在得到的产物骨架中引入其他重要官能团提供机会[1]。然后，通过非常简单的反应步骤，能够有效地构建多种生理活性药物、有机功能分子以及重要合成骨架，应用潜力非常广泛。因此，受到了化学家们的极大关注，近几年来发展很快。本文从合成产物含氧杂环化合物和含氮杂环化合物两大方面，综述近年来氯化钯和氯化铜催化炔烃卤钯化反应的最新研究进展。

一、炔烃卤钯化反应合成含氧杂环化合物

（一）苯并呋喃及其衍生物

苯并呋喃作为一种重要的结构单元，普遍存在于天然产物和生物活性化合物中。因此，大量高效高选择性地合成苯并呋喃的方法得到了发展。李金恒课题组首次报道了氯化钯和氯化铜催化环化邻位炔基苯酚合成2-取代-3氯代苯并呋喃[2]（eq 1）。3-氯代苯并呋喃为进一步合成苯并呋喃衍生物提供了有效的途径。

根据实验结果，提出了可能的反应机理。首先，氯化钯与炔键络合形成中间体A。中间体A进行分子内亲核加成，得到中间体B，在氯化铜存在下，中间体B发生碳-钯键断裂，生成目标产物2-取代-3-氯代苯并呋喃和零价钯。零价钯被氯化铜氧化生成二价钯进入新的循环；中间体B发生质子化，则得到副产物。

Aurrecoechea课题组报道了邻位炔基苯酚在氯化钯和碘化钾存在下，首先生成乙烯基钯（Ⅱ）中间体，继续与烯烃化合物反应合成了2-取代-3-烯代苯并呋喃，为李金恒课题组提出的反应机理，提供了很好的论证[3]（eq 2）。

李金恒课题组接着报道了乙烯基钯（Ⅱ）中间体也可以通过分子内脱酯基偶联反应捕捉到，选择性很高的得到了苯并呋喃类化合物[4]（eq 3）。

麻生明课题组第一次将氯化钯应用于催化亚甲基环丙烷类化合物的反应中。反应由碳碳双键的氯钯化引发，在碘化钠调节下，选择性合成呋喃和4H-吡喃[5]（Scheme1）。

（二）环内酯及其衍生物

陆熙炎课题组对卤钯化反应引发的炔酸烯丙酯环化反应，合成γ-丁内酯类化合物做了大量的工作，并且对反应的立体化学进行了研究[6]。四元环内酯是很多具有生理活性的天然产物的基本骨架，2-炔醇化合物经过分子内氯钯化/羰基化串联反应就能合成四元环内酯。麻生明等对此进行了报道，分别得到了立体选择性的（Z）-α-氯代亚甲基-β-内酯衍生物[7]。Liu课题组报道了1,6-enynes通过氯钯化反应合成了五元内酯类化合物或五元酰胺类化合物（eq 4）[8]。

（三）七元含氧杂环化合物

最近，Vy M.Dong课题组报道了邻丙炔酸苯醚在PdCl(MeCN)2和CuCl2存在下，分子内串联反应就能合成不饱和七元含氧杂环化合物（eq 5）[9]。

二、炔烃卤钯化反应合成含氮杂环化合物

（一）吲哚及其衍生物

吲哚及其衍生物广泛存在于天然产物中，具有显著的生物活性和药理活性，并且在肿瘤学、免疫学等医疗领域都具有潜在的药用价值。李金恒课题组报道了钯催化环化邻位炔基苯胺，选择性合成2-取代-3-氯代吲哚[10]。实验中发现，氯化钯和氯化铜催化能顺利得到相应的2-取代-3-氯代吲哚。而对氮原子上的保护基团测试发现，只有乙酰基作为保护基团时，反应才能进行（eq 6）。

李金恒课题组接着又报道了邻位炔基苯胺通过氯钯化、羰基化串联反应合成3-氯代亚甲基吲哚酮（eq 7）[11]。实验中发现，使用混合溶剂，调节溶剂配比对产率有显著的影响。使用苯和四氢呋喃混合溶剂，体积比为10：1时，反应效果最好。发现当苯胺邻位的炔基末端连接的是脂肪烃基团时，反应具有高选择性的生成E-构型的产物（E:Z>99:1）。

最近，Ming-JungWu报道了氯化钯和氯化铜合催化邻双炔基苯胺，选择性地合成苯并咔唑类化合物（eq 8）[12]。

（二）喹啉及其衍生物

通常的卤钯化反应都是由缺电子的钯（Ⅱ）催化剂激发不饱和键形成中间体。Katagiri和Uneyama报道了由酰亚胺氯对零价钯氧化加成引发的卤钯化反应（eq 9）[13]。反应生成的喹啉衍生物可以作为合成喹诺酮的前体。

Chemler课题组报道了2-烯丙基苯胺磺酰胺不饱和双键的溴胺化和氯胺化。在Pd(OCOCF3)2和CuCl2存在下，反应底物2-烯丙基苯胺磺酰胺通过胺钯化反应实现这种转化(eq.10)[14]。值得一提的是在反应中CuCl2成功地脱去C—Pd键,同时Cl-负离子亲核进攻，生成C—Cl键,得到了多种氯代的吲哚和喹啉类衍生物。

最近，李金恒课题组报道了氯化钯和氯化铜催化邻位炔基苯叠氮化合物串联反应，选择地合成了相应吲哚类化合物和喹啉类化合物(eq.11)[15]。

三、结论与展望

近年来人们利用氯化钯和氯化铜作为共催化剂，探索了炔烃类化合物的一些卤钯化反应。这些新反应为有机合成提供了新的方法学，同时也为钯催化领域展示了新的可能性。炔烃卤钯化反应的反应机理和中间体捕捉还有待进一步探索。

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An Application Study on Heteropalladation of Alkynesby Palladium Chloride/Copper(II)Chloride Catalytic System

TANG Jian-Sheng

（Departmentof EducationalScience,Hunan FirstNormalUniversity,Changsha,Hunan 410205）

Halopalladation reaction can be applied in the synthesisof a variety of bioactivemedicines,functional moleculesand important building blocks.Thispaper reviews recent advance in the synthesisof nitrogen-containing heterocyclesand oxygen-containing heterocyclesusing palladium chloride/copper(II)chloride catalytic system in the intramolecular cyclization reactionsofalkynes.

alkynes;halopalladation;oxygen-containing heterocycles;nitrogen-containing heterocycles;synthesis

O 621.25

A

1674-831X（2012）04-0099-04

2012-03-26

湖南省科技厅科技计划项目（2011FJ3125）；湖南省教育厅科研项目（09C229）

唐建生（1973—），男，湖南永州人，湖南第一师范学院副教授，博士生，主要从事有机合成研究。

[责任编辑：胡 伟]