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1、Barbier偶联反应偶联反应 重要文献重要文献 Review： 1. Denmark, S. E. et. al. Chem. Rev. 2003. 103, 2763. 2. Brunel, J. M. Chem. Rev. 2005. 105, 857. 3. Roy, U. K.; Roy, S. Chem. Rev. 2010. 110, 2472. 4. Shen, Z.-L.; Loh, T.-P. et al. Chem. Rev. 2013. 113, 271. 5. Yus, M. et al. Chem. Rev. 2011. 111, 7774. Important a
2、rticles： 1. Barbier, P. C. R. Acad. Sci. 1899, 110. 2. Keck, G. E. et al. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8467. 3. Hosomi, A.; Sakurai, H. et al. Chem. Lett. 1976, 941. 4. Tsuji, J. et al. Tetrahedron Lett. 1965, 4387. 5. Trost, B. M. et al. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 292. 6. Herold, T.; Hoffmann, R.
3、W. Angew. Chem., Int. Ed. 1978, 17, 768. 7. Roush, W. R. et al. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 8186. 8. Keck, G. E. et al. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 5829. 9. Keh, C. C. K.; Li, C. J. et al. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4062. 10.Robinson, A.; Aggarwal, V. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 6673. 11
4、.Lorpitthaya, R.; Liu, X.-W. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 12054. 1 定义：定义：Barbier偶联反应偶联反应是指卤代烃在铝、锌、铟、锡等 金属或其盐类作用下对羰基化合物进行亲核加成生成醇的 有机反应，是构建碳-碳键重要的反应之一。 反应通式反应通式 2 Barbier偶联反应偶联反应 1 23 2 31 1 23 etcetc. Barbier, P. C. R. Acad. Sci. 1899, 110. 发展历史发展历史 3 Barbier偶联反应偶联反应 Philippe A. Barbier (18481922
5、) 是一位法国有机化学家， 被誉为金属有机化学之父。他合成了第一个有机镁化合物， 也以Barbier反应反应闻名于世。 Barbier是Grignard试剂发明者Victor Grignard在博士阶段的 导师。值得一提的是，著名的Grignard试剂首先是由Barbier 制得并注意到它的活泼性。 发展历史发展历史 4 Barbier偶联反应偶联反应 起初，Barbier教授首先尝试用金属Zn催化从甲基庚烯酮合成二甲基庚 烯醇时，没有成功。考虑到有机锌试剂的活性可能不足，Barbier决定 用镁代替锌， 成功得到预期产物，这是最初的Barbier反应。 1899年Barbier向法国科学院报
6、告了他的发现，但后来的实验结果并不 令满意，他认为这些反应不可靠，不足以建立一个行之有效的合成 方法，因此未开展进一步工作。后来通过他的学生Grignard的改进发 展成为著名的Grignard试剂及Grignard反应。 而把卤代烃和金属在“一锅法”条件下对羰基进行亲核加成生成醇的 反应称为Barbier反应。 幸运的是，20世纪70年代，化学家们发现Barbier反应可以在水相水相进行。 Barbier, P. C. R. Acad. Sci. 1899, 110. 发展历史发展历史 5 Barbier偶联反应偶联反应 Barbier反应与Grignard反应的区别： Barbier反应反
7、应：“一锅煮”合成反应；反应可在水相进行。 Grignard反应反应：Grignard试剂提前单独制备；无水条件进行； 底物中活泼氢需保护。 水相Barbier反应减少了有机溶剂的使用；对于反应底物中的 活泼氢不需要保护；反应完成后水解同时完成，简化步骤。 发展历史发展历史 6 Barbier偶联反应偶联反应 镁参与的Barbier反应 镁很早就被证明了是一种很好的有机相Barbier试剂，这类反应在最初 被认为是要求在绝对无水的条件下进行。 1998年，Li等证明镁存在的条件下，在H2O-THF(水: THFsyn)。 Araki, S. et al. Bull. Chem. Soc. Jp
8、n. 1992, 65. 1736. Li, X. R.; Loh, T. P. Tetrahedron: Asymmetry 1996, 7, 1535. 发展历史发展历史 13 Barbier偶联反应偶联反应 铟参与的Barbier反应 1997年，Loh等将Sn/InCl3应用于1,1,1-三氟-4-溴丁-2-烯与多种醛的 反应，得到高收率和高区域及非对映选择性的产物。 虽然铟的价格比其他金属贵，但它的稳定性好，活性高，反应时间较短， 毒性极低，它被认为是最好的它被认为是最好的Barbier反应试剂反应试剂。 Loh, T. P. et al. Angew. Chem., Int. Ed
9、. 1997, 36, 980. 发展历史发展历史 14 Barbier偶联反应偶联反应 罗德平(Loh Teck Peng) 罗德平教授1987毕业于日本东京工业大学，获 得工科学士学位，1989年日本东京工业大学获得 工科硕士学位，1994在美国哈佛大学获得博士学 位，师从E. J. Corey教 授，2010年入选中组部“ ”。 主要研究方向为绿色化学；不对称有机合成反应； 天然产物全合成等。 2005年至今在新加坡南洋理工大学任职，现在罗 德平教授作为在中国科学技术大学已经成 立课题组。 发展历史发展历史 15 Barbier偶联反应偶联反应 锡参与的Barbier反应 锡是除铟之外被
10、研究最多的Barbier反应试剂，各种价态的锡(0,II,IV)都 可以参加反应，其中用得较多的是金属锡和三丁基锡化合物。 1983年，Nokami等率先报道了锡参与的水相Barbier反应，将羰基化 合物直接与烯丙基溴、金属锡和催化量的氢溴酸和铝粉在1:1的乙醚-水体 系中反应，产物收率50%76%。 锡(II)盐是很好的Barbier试剂，但必须在其他金属和金属盐存在的条件下 才能进行Barbier反应。 Nokami, J. et al. Organometallics 1983, 2, 191. 发展历史发展历史 16 Barbier偶联反应偶联反应 锡参与的Barbier反应 锡(I
11、V)则主要是通过烯丙基锡有机物的形式来参与反应，常用的是四烯丙 基锡和三丁基烯丙基锡。 三丁基烯丙基锡作为烯丙基化反应的原料，得到了广泛研究，而且大部 分集中在反应立体选择性的研究。 通过烯丙基亲核试剂与醛不对称反应不对称反应制备手性烯丙基二级醇是有机合成 方法学中重要的工具之一，一种有效的方法是在手性Lewis酸催化剂存在的 情况下应用有机金属试剂，该领域中研究最广泛的催化剂是BINOL与与Ti( ) 的复合物的复合物。 R1H O R2 SnBu3 1.catalyst, CH2Cl2 2.aqueous work-upR1 OHR2 R1= alkyl, aryl, alkenyl; R
12、2= alkyl, O-alkyl; 发展历史发展历史 17 Barbier偶联反应偶联反应 锡参与的Barbier反应 1993年Mikami首次报道了Ti()-BINOL复合物在不对称烯丙基化方面的 应用。同年Keck小组也独立报道了BINOL/ Ti()催化系统在不对称烯丙基 化的应用，Keck等发现，三丁基烯丙基锡在一些手性催化剂的作用下与 醛反应，可以得到高度立体选择性的醇(77%96%ee, up to 98%yield)， 如今，该类反应被称为 Keck不对称烯丙基化不对称烯丙基化。几乎同时，Tagliavini小组 应用BINOL/ Ti()复合物也得到了类似的结果。 Aoki
13、, S.; Mikami, K. et al. Tetrahedron 1993, 49, 1783.Keck, G. E. et al. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8467. Costa, A. L.; Tagliavini, E. et al. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 7001. 发展历史发展历史 18 Barbier偶联反应偶联反应 锡参与的Barbier反应 1996年，Yamamoto等使用Ag(I)和手性配体BINAP的复合物催化醛和 烯丙基三叔丁基锡烷的反应，生成的仲醇产物产率为88%97%，对映异 构选择性高达9
14、7%ee。 Yanagisawa, A.; Yamamoto, H. et al. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 4723. 发展历史发展历史 19 Barbier偶联反应偶联反应 钐参与的Barbier反应 钐主要以金属钐和二碘化钐两种形态参与Barbier反应，而且都是在有 机溶剂中进行的。能发生反应的卤代烃分为两种：卤代烷和烯丙基卤代烷。 1980年，Kagan等首次将SmI2应用于烯丙基氯化物与酮的烯丙基化 反应中；1982年，Kagan又将SmI2应用于醛的烯丙基化反应中，证明了 SmI2可以很好的介导Barbier反应。 2001年，Banik等系统地研
15、究了钐参与的Barbier反应，四氢呋喃中， 溴丙烯、苄溴以及碘代烷等都可以发生Barbier反应，产率依次为：溴丙烯 （70%90%） 苄溴（50%60%） 碘代烷（30%40%）。 Girard, P.; Kagan, H. B. et al. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 2693. Souppe, J.; Kagan, H. B. et al. Tetrahedron Lett. 1982, 23, 3497. Basu, M. K.; Banik, B. K. Tetrahedron Lett. 2001, 42, 187. 发展历史发展历史 20 Bar
16、bier偶联反应偶联反应 钐参与的Barbier反应 2000年，Kunisima等发现，SmI2可以直接参与羰基的炔基化反应。 钐及其化合物还可以参与亚胺的Barbier反应，产率一般都比较高。 Kunishima, M. et al. Tetrahedron 2000, 56, 9927. Yanada, R. et al. Tetrahedron 1999, 55, 13947. H N Ph R Br Sm, I2, THF, rt R1N H R Ph R1-Br R = OMe i-Pr R = OMe Et 85%96:4 73%7:93 R1N H R Ph 发展历史发展历史 21 Barbier偶联反应偶联反应 硅参与的Barbier反应 硅一般以烯丙基硅的形态参与Barbier反应，其活泼性要比烯丙基溴好的 多，但不能在水相中稳定存在，所以烯丙基硅化合物参与的Barbier反应都 是在有机溶剂里进行的。 该类反应产率一般都很高，三氯烯
