C-X键被C-H键取代的脱卤反应(dehalogenation reactions)在过渡金属催化的偶联反应中,尤其是钯催化的交叉偶联反应中是很常见的竞争性反应,并导致相关杂质的形成和偶联收率的降低。Suzuki偶联,Sonogashira偶联,Heck偶联,Buchwald偶联等反应中均有可能出现掉卤素杂质。
Suzuki偶联反应中的脱卤素杂质(掉氯,掉溴,掉碘)的形成与多种反应因素有关。催化剂,配体,碱,溶剂,反应温度,底物自身性质以及硼酸酯活性等均会不同程度地参与到其中。
早在1978年就有研究对脱卤反应提出可能的机理,后经不断补充改进,形成了具有普遍接受性的经典机理,具体如下图所示。
该机理主要过程包括:
1. 卤代烃对Pd(0)络合物的氧化加成
2. 碱性中心对配合物中卤素离子的取代
3. 络合物发生β-消除生成相应的醛酮和钯氢化物
4. 钯氢化物发生还原消除生成脱卤素产物
该机理的核心观点:
氧化加成是限速步骤
碱和催化剂对脱卤是必须的
碱的增加往往导致脱卤产物增加
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