Stille交叉耦合

1989年7月19日,一场突如其来的悲剧改变了生活的许多朋友和家人有111人死于美国联合航空公司232号航班坠毁在苏城的我们。其中约翰Stille死亡,享年59岁。

Stille度过了他职业生涯的最后12年在科罗拉多州立大学,在此期间他第一次发表对钯催化碳碳键形成的有机锡化合物和有机亲电试剂之间的耦合。232航班已经从科罗拉多到伊利诺斯州的途中,Stille把他作为研究生研究的第一步。各种链和卡尔惊叹他的博士工作的伊利诺伊大学在1950年代末点他后期的利益。一切之前他是一个经典的有机化学家,他研究了氮的感应电子影响冷凝pyridinecarboxaldehyde同分异构体的反应在他的博士学位。¹毫无疑问,他的贡献高分子科学发现他们的起源在训练他收到了奇迹,和Stille有机金属化学的兴趣也被点燃。

Organotitanium化学始于1953年,第一个孤立的一种含有titanium-carbon键的化合物。²这是一个热门话题。在1958年,³奇迹和Stille已经开发出一种聚合non-conjugated二烯烃^我部₃Al-TiCl₄,一个新兴家族Ziegler-Natta催化剂,其机制是一个有争议的问题。Stille肯定感兴趣的性质alkyltitanium由过渡金属催化剂在有机配体络合作用。在爱荷华大学在接下来的几年里,我们,他定期出版organopalladium的反应(二世)物种作为亲电试剂,虽然自己主要关心在他职业生涯早期聚合物化学。

organopalladium化学的价值源自交换金属0和+ 2之间的氧化态。减少Pd (二世)复合物给负电子,亲核Pd(0)物种。这些容易插入carbon-halogen(或carbon-OSO₂CF₃)债券,包括正式的金属氧化Pd (二世)。的范围和意义氧化加成法首次研究是在1960年代。⁴

在1977年的夏天,Stille搬到科罗拉多州,伴随着大卫Milstein博士后。他们已经发现反式——(磷化氢)₂Pd^二世(R) Cl复合物,由氧化物种phosphine-bound Pd(0)添加到一个有机卤化物,可以交换与有机锡化合物配体。在这transmetalation过程中,氯转移阳性锡越多,而有机配体迁移钯。Pd (二世)现在熊两个取代基有机,迅速夫妇在一起,从金属络合物被淘汰。这个还原消除再生Pd(0)可以参加另一个物种氧化加成步骤,循环再次开始。

Stille和Milstein还原消除机制很感兴趣。他们用transmetalation从锡形成反式——(磷化氢)₂Pd^二世(R) (R¹)复合物由于有机锡化合物与酮等官能团的兼容性,从而接受不必要的副反应与有机镁或organolithium试剂(图1)。⁵

许多高收益的例子描述的一对,有各种不同的有机组织。很明显,反应一般,高效、选择性和合成的巨大潜力。Milstein Stille回忆的快乐在讲述在一次会议上他设置的反应(n布鲁里溃疡)₄Sn,苯甲酰氯和钯催化剂,观众看他演讲的装置。当溶液变黑(从沉淀金属钯)Stille宣布他的兴奋的观众的反应就是这样,现在结束了!”

一些开创性的例子对Pd(0)催化有机卤化物的交叉耦合和有机锡的物种已经在英国组织报道⁶和日本。⁷仅仅几个月前,行长Migita和Masanori Kosugi群马县大学日本,描述同样的低收益的酮合成的催化循环。⁸因为这个原因的反应有时被称为Migita-Kosugi-Stille耦合,但美国人的细节。Stille审问定向性的方方面面,动力学和交叉耦合机制的所有步骤,调整他最初的想法变成一个理解,已婚的复杂性和优雅。⁹

他的方法是经典有机化学家,使用交叉实验证明分子内反式- - - - - -独联体diorganopalladium异构化(二世)复杂,例如,出现在反应和监测物种^31日P NMR光谱表明transmetalation一步病原。¹⁰

Transmetalation是一个非常重要的反应,远远超过锡(图2)。作为还原消除是不可逆转的,即使是一个热力学不利Transmetalation平衡是排水对有机产品的rr¹。通过裁剪使用配体或金属的相对电负性添加剂,各种过渡金属和主组可以使用有机金属化合物。催化交叉耦合发展的二十世纪末的化学反应是一个重要的一章,并在2010年诺贝尔化学奖。一章,约翰Stille欠一个巨大的债务。

确认

我感谢大卫Milstein他有用的评论