双金属促进的均相碳氢键活化反应

胡媛媛 王从洋

引用本文: 胡媛媛, 王从洋. 双金属促进的均相碳氢键活化反应[J]. 物理化学学报, 2019, 35(9): 913-922. doi: 10.3866/PKU.WHXB201809036 shu
Citation:  HU Yuanyuan, WANG Congyang. Bimetallic C―H Activation in Homogeneous Catalysis[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2019, 35(9): 913-922. doi: 10.3866/PKU.WHXB201809036 shu

双金属促进的均相碳氢键活化反应

    通讯作者: 王从洋, wangcy@iccas.ac.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金(21472194, 21772202, 21521002)资助项目

摘要: 近年来,过渡金属催化的碳氢键活化反应得到了快速的发展,已成为构建碳碳键及碳杂原子键的重要手段之一。利用双金属之间的协同效应,发展的双金属促进的碳氢键活化反应也引起了广泛的关注,并在均相催化领域里取得了良好的应用。双金属促进的碳氢键活化反应与单金属催化的碳氢键活化反应相比,能够表现出不同的化学选择性、区域选择性以及立体选择性,体现了其独特之处。本综述总结了各种双金属促进的碳氢键活化体系,同时依据实验和理论研究结果对可能的反应机理进行了探讨。

English

    1. [1]

      Yu, J. Q.; Shi, Z. -J. CH Activation; Springer: Berlin, Germany, 2010.

    2. [2]

      Li, C. -J. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 335. doi: 10.1021/ar800164n

    3. [3]

      Sun, C. -L.; Li, B. -J.; Shi, Z. -J. Chem. Rev. 2011, 111, 1293. doi: 10.1021/cr100198w

    4. [4]

      Arockiam, P. B.; Bruneau, C.; Dixneuf, P. H. Chem. Rev. 2012, 112, 5879. doi: 10.1021/cr300153j

    5. [5]

      Wencel-Delord, J.; Glorius, F. Nat. Chem. 2013, 5, 369. doi: 10.1038/nchem.1607

    6. [6]

      Song, G.; Li, X. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 1007. doi: 10.1021/acs.accounts.5b00077

    7. [7]

      Moselage, M.; Li, J.; Ackermann, L. ACS Catal. 2016, 6, 498. doi: 10.1021/acscatal.5b02344

    8. [8]

      He, J.; Wasa, M.; Chan, K. S. L.; Shao, Q.; Yu, J. -Q. Chem. Rev. 2017, 117, 8754. doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00622

    9. [9]

      Hummel, J. R.; Boerth, J. A.; Ellman, J. A. Chem. Rev. 2017, 117, 9163. doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00661

    10. [10]

      Shang, R.; Ilies, L.; Nakamura, E. Chem. Rev. 2017, 117, 9086. doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00772

    11. [11]

      Hu, Y.; Zhou, B.; Wang, C. Acc. Chem. Res. 2018, 51, 816. doi: 10.1021/acs.accounts.8b00028

    12. [12]

      de Meijere, A.; Diederich, F. Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions, 2nd ed.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2004.

    13. [13]

      Sinfelt, J. H. Acc. Chem. Res. 1977, 10, 15. doi: 10.1021/ar50109a003

    14. [14]

      Sinfelt, J. H. Bimetallic Catalysis: Discoveries, Concepts and Applications; John Wiley and Sons: New York, USA, 1983.

    15. [15]

      Shibasaki, M.; Yamamoto, Y. Multimetallic Catalysts in Organic Synthesis; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2004. doi: 10.1126/science.1135941

    16. [16]

      Stamenkovic, V. R.; Fowler, B.; Mun, B. S.; Wang, G. F.; Ross, P. N.; Lucas, C. A.; Markovic, N. M. Science 2007, 315, 493. doi: 10.1126/science.1135941

    17. [17]

      Wang, C.; Xi, Z. Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 1395. doi: 10.1039/b608694m

    18. [18]

      Buchwalter, P.; Rosé, J.; Braunstein, P. Chem. Rev. 2015, 115, 28. doi: 10.1021/cr500208k

    19. [19]

      Mankad, N. P. Chem. Commun. 2018, 54, 1291. doi: 10.1039/c7cc09675e

    20. [20]

      Davies, H. M. L.; Beckwith, R. E. J. Chem. Rev. 2003, 103, 2861. doi: 10.1021/cr0200217

    21. [21]

      Du Bois, J. Org. Process Res. Dev. 2011, 15, 758. doi: 10.1021/op200046v

    22. [22]

      Kornecki, K. P.; Briones, J. F.; Boyarshikh, V.; Fullilove, F.; Autschbach, J.; Schrote, K. E.; Lancaster, K. M.; Davies, H. M.; Berry, J. F. Science 2013, 342, 351. doi: 10.1126/science.1243200

    23. [23]

      Davies, H. M. L.; Morton, D. ACS Cent. Sci. 2017, 3, 936. doi: 10.1021/acscentsci.7b00329

    24. [24]

      Lyons, T. W.; Sanford, M. S. Chem. Rev. 2010, 110, 1147. doi: 10.1021/cr900184e

    25. [25]

      Lane, B. S.; Brown, M. A.; Sames, D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8050. doi: 10.1021/ja043273t

    26. [26]

      Ricci, P.; Kr mer, K.; Cambeiro, X. C.; Larrosa, I. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 13258. doi: 10.1021/ja405936s

    27. [27]

      Yeung, C. S.; Dong, V. M. Chem. Rev. 2011, 111, 1215. doi: 10.1021/cr100280d

    28. [28]

      Ricci, P.; Kr mer, K.; Larrosa, I. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 18082. doi: 10.1021/ja510260j

    29. [29]

      Whitaker, D.; Batuecas, M.; Ricci, P.; Larrosa, I. Chem. Eur. J. 2017, 23, 12763. doi: 10.1002/chem.201703527

    30. [30]

      Huang, G. -H.; Li, J. -M.; Huang, J. -J.; Lin, J. -D.; Chuang, G. J. Chem. Eur. J. 2014, 20, 5240. doi: 10.1002/chem.201304633

    31. [31]

      Martin, T.; Verrier, C.; Hoarau, C.; Marsais, F. Org. Lett. 2008, 10, 2909. doi: 10.1021/ol801035c

    32. [32]

      Joo, J. M.; Touré, B. B.; Sames, D. J. Org. Chem. 2010, 75, 4911. doi: 10.1021/jo100727j

    33. [33]

      Strotman, N. A.; Chobanian, H. R.; Guo, Y.; He, J.; Wilson, J. E. Org. Lett. 2010, 12, 3578. doi: 10.1021/ol1011778

    34. [34]

      Théveau, L.; Verrier, C.; Lassalas, P.; Martin, T.; Dupas, G.; Querolle, O.; Hijfte, L. V.; Marsais, F.; Hoarau, C. Chem. Eur. J. 2011, 17, 14450. doi: 10.1002/chem.201101615

    35. [35]

      Zhu, F.; Wang, Z. -X. Org. Lett. 2015, 17, 1601. doi: 10.1021/acs.orglett.5b00510

    36. [36]

      Kokornaczyk, A.; Schepmann, D.; Yamaguchi, J.; Itami, K.; Wünsch, B. Med. Chem. Commun. 2016, 7, 327. doi: 10.1039/C5MD00526D

    37. [37]

      Hu, L. -Q.; Deng, R. -L.; Li, Y. -F.; Zeng, C. -J.; Shen, D. -S.; Liu, F. -S. Organometallics 2018, 37, 214. doi: 10.1021/acs.organomet.7b00784

    38. [38]

      Pivsa-Art, S.; Satoh, T.; Kawamura, Y.; Miura, M.; Nomura, M. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1998, 71, 467. doi: 10.1246/bcsj.71.467

    39. [39]

      Kondo, Y.; Komine, T.; Sakamoto, T. Org. Lett. 2000, 2, 3111. doi: 10.1021/ol000183u

    40. [40]

      Mori, A.; Sekiguchi, A.; Masui, K.; Shimada, T.; Horie, M.; Osakada, K.; Kawamoto, M.; Ikeda, T. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1700. doi: 10.1021/ja0289189

    41. [41]

      Bellina, F.; Cauteruccio, S.; Fiore, A. D.; Marchetti, C.; Rossi, R. Tetrahedron 2008, 64, 6060. doi: 10.1016/j.tet.2008.01.051

    42. [42]

      Tani, S.; Uehara, T. N.; Yamaguchi, J.; Itami, K. Chem. Sci. 2014, 5, 123. doi: 10.1039/C3SC52199K

    43. [43]

      Gorelsky, S. I. Organometallics 2012, 31, 794. doi: 10.1021/om2012612

    44. [44]

      Oh, K. H.; Kim, S. M.; Lee, M. J.; Park, J. K. Adv. Synth. Catal. 2015, 357, 3927. doi: 10.1002/adsc.201500726

    45. [45]

      Leow, D.; Li, G.; Mei, T. -S.; Yu, J. -Q. Nature 2012, 486, 518. doi: 10.1038/nature11158

    46. [46]

      Yang, Y. -F.; Cheng, G. -J.; Liu, P.; Leow, D.; Sun, T. -Y.; Chen, P.; Zhang, X.; Yu, J. -Q.; Wu, Y. -D.; Houk, K. N. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 344. doi: 10.1021/ja410485g

    47. [47]

      Fang, L.; Saint-Denis, T. G.; Taylor, B. L. H.; Ahlquist, S.; Hong, K.; Liu, S.; Han, L.; Houk, K. N.; Yu, J. -Q. J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 10702. doi: 10.1021/jacs.7b03296

    48. [48]

      Anand, M.; Sunoj, R. B.; Schaefer, H. F. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 5535. doi: 10.1021/ja412770h

    49. [49]

      Yoo, E. J.; Ma, S.; Mei, T. -S.; Chan, K. S. L.; Yu, J. -Q. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7652. doi: 10.1021/ja202563w

    50. [50]

      Anand, M.; Sunoj, R. B.; Schaefer, H. F. ACS Catal. 2016, 6, 696. doi: 10.1021/acscatal.5b02639

    51. [51]

      Kleiman, J. P.; Dubeck, M. J. Am. Chem. Soc. 1963, 85, 1544. doi: 10.1021/ja00893a040

    52. [52]

      Clement, N. D.; Cavell, K. J. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 3845. doi: 10.1002/anie.200454166

    53. [53]

      Kanyiva K. S.; Nakao, Y.; Hiyama, T. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 8872. doi: 10.1002/anie.200703758

    54. [54]

      Tobisu, M.; Hyodo, I.; Chatani, N. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12070. doi: 10.1021/ja9053509

    55. [55]

      Hachiya, H.; Hirano, K.; Satoh, T.; Miura, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2202. doi: 10.1002/anie.200906996

    56. [56]

      Vechorkin, O.; Proust, V.; Hu, X. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 3061. doi: 10.1002/anie.200907040

    57. [57]

      Yao, T.; Hirano, K.; Satoh, T.; Miura, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 775. doi: 10.1002/anie.201106825

    58. [58]

      Amaike, K.; Muto, K.; Yamaguchi, J.; Itami, K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13573. doi: 10.1021/ja306062c

    59. [59]

      Nett. A. J.; Zhao, W.; Zimmerman, P. M.; Montgomery, J. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 7636. doi: 10.1021/jacs.5b04548

    60. [60]

      Misal Castro, L. C.; Chatani, N. Chem. Lett. 2015, 44, 410. doi: 10.1246/cl.150024

    61. [61]

      Zhan, B.; Liu, B.; Hu, F.; Shi, B. Chin. Sci. Bull. 2015, 60, 2907. doi: 10.1360/N972015-00389

    62. [62]

      Yang, X.; Shan, G.; Wang, L.; Rao, Y. Tetrahedron Lett. 2016, 57, 819. doi: 10.1016/j.tetlet.2016.01.009

    63. [63]

      Nakao, Y.; Kanyiva, K. S.; Hiyama, T. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2448. doi: 10.1021/ja710766j

    64. [64]

      Tsai, C. -C.; Shih, W. -C.; Fang, C. -H.; Li, C. -Y.; Ong, T. -G.; Yap, G. P. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11887. doi: 10.1021/ja1061246

    65. [65]

      Nakao, Y.; Yamada, Y.; Kashihara, N.; Hiyama, T. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13666. doi: 10.1021/ja106514b

    66. [66]

      Lee, W. -C.; Chen, C. -H.; Liu, C. -Y.; Yu, M. -S.; Lin, Y. -H.; Ong, T. -G. Chem. Commun. 2015, 51, 17104. doi: 10.1039/C5CC07455J

    67. [67]

      Shih, W. -C.; Chen, W. -C.; Lai, Y. -C.; Yu, M. -S.; Ho, J. -J.; Yap, G. P. A.; Ong, T. -G. Org. Lett. 2012, 14, 2046. doi: 10.1021/ol300570f

    68. [68]

      Lee, W. -C.; Wang, C. -H.; Lin, Y. -H.; Shih, W. -C.; Ong, T. -G. Org. Lett. 2013, 15, 5358. doi: 10.1021/ol402644y

    69. [69]

      Liu, S.; Sawicki, J.; Driver, T. G. Org. Lett. 2012, 14, 3744. doi: 10.1021/ol301606y

    70. [70]

      Yu, M. -S.; Lee, W. -C.; Chen, C. -H.; Tsai, F. -Y.; Ong, T. -G. Org. Lett. 2014, 16, 4826. doi: 10.1021/ol502314p

    71. [71]

      Inoue, F.; Saito, T.; Semba, K.; Nakao, Y. Chem. Commun. 2017, 53, 4497. doi: 10.1039/C7CC00852J

    72. [72]

      Okumura, S.; Nakao, Y. Asian J. Org. Chem. 2018, 7, 1355. doi: 10.1002/ajoc.201800208

    73. [73]

      Wang, Y. -X.; Qi, S. -L.; Luan, Y. -X.; Han, X. -W.; Wang, S.; Chen, H.; Ye, M. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 5360. doi: 10.1021/jacs.8b02547

    74. [74]

      Nakao, Y.; Idei, H.; Kanyiva, K. S.; Hiyama, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15996. doi: 10.1021/ja907214t

    75. [75]

      Tamura, R.; Yamada, Y.; Nakao, Y.; Hiyama, T. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5679. doi: 10.1002/anie.201200922

    76. [76]

      Donets, P. A.; Cramer, N. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 633. doi: 10.1002/anie.201409669

    77. [77]

      Nakao, Y.; Idei, H.; Kanyiva, K. S.; Hiyama, T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5070. doi: 10.1021/ja901153s

    78. [78]

      Nakao, Y.; Morita, E.; Idei, H.; Hiyama, T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3264. doi: 10.1021/ja1102037

    79. [79]

      Donets, P. A.; Cramer, N. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11772. doi: 10.1021/ja406730t

    80. [80]

      Okumura, S.; Tang, S.; Saito, T.; Semba, K.; Sakaki, S.; Nakao, Y. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 14699. doi: 10.1021/jacs.6b08767

    81. [81]

      Okumura, S.; Nakao, Y. Org. Lett. 2017, 19, 584. doi: 10.1021/acs.orglett.6b03741

    82. [82]

      Okumura, S.; Komine, T.; Shigeki, E.; Semba, K.; Nakao, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 929. doi: 10.1002/anie.201710520

    83. [83]

      Louillat, M.; Patureau, F. W. Org. Lett. 2013, 15, 164. doi: 10.1021/ol303216u

    84. [84]

      Dikarev, E. V.; Gray, T. G.; Li, B. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 1721. doi: 10.1002/anie.200462433

    85. [85]

      Dikarev, E. V.; Li, B.; Zhang, H. T. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2814. doi: 10.1021/ja058294h

    86. [86]

      Durivage, J. C.; Gruhn, N. E.; Li, B.; Dikarev, E. V.; Lichtenberger, D. L. J. Cluster Sci. 2008, 19, 275. doi: 10.1007/s10876-007-0179-9

    87. [87]

      Hansen, J.; Li, B.; Dikarev, E.; Autschbach, J.; Davies, H. M. L. J. Org. Chem. 2009, 74, 6564. doi: 10.1021/jo900998s

    88. [88]

      Yang, L.; Semba, K.; Nakao, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 4853. doi: 10.1002/anie.201701238

    89. [89]

      Hu, Y.; Zhou, B.; Chen, H.; Wang, C. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 12071. doi: 10.1002/anie.201806287

    90. [90]

      Zhou, B.; Hu, Y.; Liu, T.; Wang, C. Nat. Commun. 2017, 8, 1169. doi: 10.1038/s41467-017-01262-4

    91. [91]

      Zhou, B.; Hu, Y.; Wang, C. Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 13659. doi: 10.1002/anie.201506187

    92. [92]

      Negishi, E.; Kondakov, D. Y.; Choueiry, D.; Kasai, K.; Takahashi, T. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 9577. doi: 10.1021/ja9538039

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  10
  • 文章访问数:  704
  • HTML全文浏览量:  81
文章相关
  • 发布日期:  2019-09-01
  • 收稿日期:  2018-09-21
  • 接受日期:  2018-10-25
  • 修回日期:  2018-10-25
  • 网络出版日期:  2018-09-29
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章