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钯催化交叉偶联在线视频

钯催化交叉偶联

下一节:天然产物全合成

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钯催化交叉偶联课程教案、知识点、字幕

今天我们和大家一起分享最后一章

这一章我们主要介绍有机化学研究的前沿

分几个部分来介绍,也由我们几位老师来介绍

那么这一章我们主要的目的是开阔同学们的视野

让同学们了解有机化学的研究前沿

我们主要准备从以下七个方面做一个介绍

这是我们这一章给同学们介绍的主要内容

也是近代研究的热门或者是说是前沿

我今天先来介绍第一部分,催化交叉偶联

那么我们催化用的催化剂是钯,所以题目就叫钯催化交叉偶联

什么叫做偶联反应呢?

偶联就是应用两个有机化学单元进
行某种化学反应而得到了一个有机分子的过程

偶联它包括自由基偶联反应、过渡金属催化偶联反应

狭义的偶联反应指涉及有机金属催化剂的碳-碳键形成的反应

所以偶联反应有交叉偶联,也有自身偶联

交叉偶联就是两种不同的片段连接成一个分子

比如说溴苯与乙烯在钯作用下偶联形成苯乙烯

苯乙烯聚合,最后得到聚苯乙烯

有时就可以来制造塑料或者橡胶了

这是交叉偶联,也可以是自身偶联

所以自身偶联就是相同的两
个片段,它偶联连起来形成了一个分子

比如说苯乙炔两分子偶联,用钯作催化剂

偶联以后,我们就可以得到一个偶联的
产物,炔与炔之间偶联起来形成对称性的化合物

偶联反应已经是一个活跃的研究领域

2010年,诺贝尔化学奖授予美国科学
家理查德-海克、跟岸英一和日本科学家铃木彰

因他们开发了有效的偶联碳原
子以构成复杂分子的这种偶联方法而获奖

诺贝尔奖委员会在颁给他们奖状当中称到

说钯催化的交叉偶联是今天化学家所拥有的最先进的工具

这是我们大概介绍的偶联反应

下面我们来介绍交叉偶联反应的主要类型

从这一张图表上,大家可以看出

比如说我们要卤代烃,可以和金属镁偶联把两个烃基连接起来

这是Kumada偶联反应

它也可以用有机锡化合物偶联,这是Stille反应

它们也可以和比如说醇、硫醇、胺偶联

也可以和烃炔偶联,也可以和有机硅偶联

还可以和烯偶联,以卤代烃作为底物

可以有这么一大串的反应,大家看我这里介绍了八个

它们都是有不同类型的偶联

从这个来看,偶联反应是一个大家族

特别是我用红线方框框出来
的这几个反应就是我刚才给大家介绍的

这几个是2010年诺贝尔奖获得者,他们的反应

那么交叉偶联反应的基本的反应机制大概是这样

一个是氧化加成,一个是转金属化

再一个消去,还原消去

大概是按照这样一个催化循环过程来进行

那么下面我们就来具体的看一看它们的几种偶联反应

我们先看看第一个,Negishi反应

那么这个反应呢,它用钯催化有机锌试剂与有机卤化物

它们之间进行交叉偶联,然后产生碳-碳偶联

锌试剂的制备

那么第一个是用金属锌与卤化物氧化加成反应

就是卤代烃加锌得到金属锌试剂

这就类似于格利雅试剂,这是第一种制备方法

第二种就是金属交换反应

即从它们容易得到的金属试
剂,比如说镁试剂、锂试剂、铝试剂等

以它们这种易得到的试剂,然后进行金属交换

以它们出发,加了氯化锌进去就得到了

那么我们下面看看应用

我们以这一个化合物,锌化合
物与这边的酰卤在钯催化试剂作用下反应

然后就可以把这个地方,大家看我
用红线标出来的地方连接起来,这是一个例子

再看下面这个例子

一样,它与卤代烃作用,我们把两个苯环连接起来了

第二个我们来看看铃木彰反应

他的反应是用钯作催化剂,有机硼试
剂和有机卤化物在碱存在下发生交叉偶联反应

比如说卤代烃与有机硼试剂在钯的催化作用下进行偶联

这个硼试剂往往可以由著名的烯烃
和炔烃的硼氢化或者硼化物偶联反应而制得

它的反应特点,首先是对水不敏感

第二个,它允许多种活性官能团存在

第三,具有较好的区域和立体选择性

硼试剂它易于合成,稳定性也比较好

无机副产物是无毒的,并且容易去掉

这样就可以保证我们在一般的实验室
里面或者工业化当中都可以用来研究或者生产

它的反应催化循环是先氧化加成,然后进行配体交换

再进行转金属化,最后还原消去

那么我们当然也可以举两个例子

比如上面这个就是卤代烃,与我们的硼有机试剂作用

这个地方两个苯环连接起来了

再看下面这个例子,也是卤
代烃与硼试剂作用合成出这个化合物

下面我们来看看Heck反应

Heck反应,它是不饱和卤代烃和
烯烃在碱和钯催化下生成取代烯烃的反应

在碱和钯作用下,卤代烃和不饱和烃产生偶联

他用的催化剂是氯化钯、醋酸钯、三苯基膦钯等

配体主要有三苯基膦

碱一般选用三乙胺、碳酸钾、醋酸钠等等

那么一般我们用极性的非质子溶剂

它的反应机理是先氧化加成,然后进行烯烃插入

第三步是β-H消去,最后是催化剂重生

我们也可以举两个例子,比如说4-溴吡啶与丙烯酸乙酯反应

钯催化作用下溴的位置和它作用,然后得到了这样的偶联产物

它可以是分子内的反应,这是在分子内偶联的

大家看,我在偶联起来的地方画了红线

这是我介绍有机合成用钯偶联,它目前的研究进展

那么在这个方面的研究,今
天仍然是基础有机化学研究的热点之一

如果同学们以后有兴趣,可以加入到国内国际团队来进行研究

为有机化学的理论发展和应用做出自己的贡献

关于钯偶联我们就介绍那么多

简明有机化学(先修课)课程列表:

第一章 绪论

-1.1 有机化合物和有机化学

--有机化合物和有机化学

-1.1 有机化合物和有机化学

-1.2 有机化合物的特点及与其它学科的关系

--有机化合物的特点及其与其他学科的关系

-1.2 有机化合物的特点及与其它学科的关系

-1.3 有机化合物的结构

--1. 经典结构理论和现代共价键理论

--2. 碳的杂化

--3. 共价键的类型和参数

-1.3 有机化合物的结构

-1.4 有机化合物的分类,有机反应类型及条件

--有机化合物的分类与结构表示、反应类型及条件

--绪论

-1.4 有机化合物的分类,有机反应类型及条件

-1.5 酸碱的概念以及有机化合物结构的确定

--1.5 酸碱的概念以及有机化合物结构的确定

-1.5 酸碱的概念以及有机化合物结构的确定--作业

-本章习题

--本章习题--作业

--第一章绪论

--第一章绪论

第二章 饱和烃

-2.1 烷烃的命名

--1. 烷烃的普通命名法和烷基的命名、烷烃中碳原子的类型

--2. 系统命名法和顺序规则

-2.1 烷烃的命名--作业

-2.2 烷烃的结构和构象异构

--烷烃的结构和构象异构

-2.2 烷烃的结构和构象异构--作业

-2.3 烷烃的物理性质

--烷烃的物理性质

-2.3 烷烃的物理性质--作业

-2.4 烷烃的化学性质

--1. 烷烃的稳定性、氧化反应和燃烧、裂化反应、卤代方应及机理

--2. 自由基反应中氢的活性反应与卤素的选择性

-2.4 烷烃的化学性质--作业

-2.5 环烷烃的分类和命名

--环烷烃的分类及命名

-2.5 环烷烃的分类和命名--作业

-2.6 环烷烃的顺反异构和构象异构

--环烷烃的顺反异构及构象异构

-2.6 环烷烃的顺反异构和构象异构--作业

-2.7 环烷烃的化学性质

--环烷烃的化学性质

-2.7 环烷烃的化学性质--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第三章 不饱和烃

-3.1 烯烃的结构和命名、烯烃的顺反异构和构型标记

--1. 乙烯的结构和烯烃的异构

--2. 烯烃的命名、烯烃的顺反异构和构型标记

-3.2 烯烃的亲电加成反应

--1. 烯烃与卤素的加成

--2. 烯烃与HX的加成取向

-3.3 诱导效应和共轭效应

--1. 诱导效应

--2. 共轭效应

-3.4 自由基加成反应、硼氢化-氧化反应和烯烃的氧化反应

--自由基加成反应、硼氢化-氧化反应和烯烃的氧化反应

-3.5 共轭二烯烃的结构及反应

--1. 1,3-丁二烯烃的结构及亲电加成反应

--2. 共振轮

-3.6 烯烃复分解反应简介

--烯烃复分解反应简介

-3.7 炔烃的结构和命名

--炔烃的结构及命名

-3.8 炔烃的亲电加成反应和氧化反应

--1. 炔烃的亲电加成反应

--2. 氧化反应及末端炔烃的特性

有机实验1:基本操作

-基本操作演示

--基本操作

第四章 芳香烃

-4.1 芳香烃的分类及命名

--芳香烃的分类及命名

-4.1 芳香烃的分类及命名--作业

-4.2 苯的结构及其物理性质

--苯的结构和苯及其同系物的物理性质

-4.2 苯的结构及其物理性质--作业

-4.3 苯的亲电取代反应

--1. 苯的卤代反应、硝化反应和磺化反应

--2. 苯的傅-克反应、布兰克氯甲基化反应及加特曼-科赫反应

-4.3 苯的亲电取代反应--作业

-4.4 苯环上亲电取代反应的定位效应

--1. 单取代苯的定位效应

--2. 二取代苯的定位效应及定位效应的应用、苯环侧链的取代及氧化反应

-4.4 苯环上亲电取代反应的定位效应--作业

-4.5 稠环芳香烃

--稠环芳香烃

-4.5 稠环芳香烃--作业

-4.6 芳香性及休克尔规则

--芳香性及休克尔规则

-4.6 芳香性及休克尔规则--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第五章 立体化学

-5.1 旋光异构的基本概念

--旋光异构的基本概念

-5.1 旋光异构的基本概念--作业

-5.2 对映异构与手性分子

--对映异构与手性分子

-5.2 对映异构与手性分子--作业

-5.3 含有一个手性原子的化合物

--对映异构体的性质及其表示方法

--对映异构体的构型标记

-5.3 含有一个手性原子的化合物--作业

-5.4 具有两个手性中心的化合物

--具有两个手性中心的化合物

-5.4 具有两个手性中心的化合物--作业

-5.5 无手性碳原子的手性分子

--无手性碳原子的手性分子

-5.5 无手性碳原子的手性分子--作业

-5.6 对映异构体的不同生物活性

--对映异构体的不同生物活性

-5.6 对映异构体的不同生物活性--作业

-5.7 手性化合物的获取方法

--手性化合物的获取方法

-5.7 手性化合物的获取方法--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第六章 卤代烃

-6.1 卤代烃的分类与命名

--卤代烃的分类与命名

-6.2 卤代烷的结构及其亲核取代反应

--1. 卤代烷的结构和双分子亲核取代反应(SN2)

--2. 单分子亲核取代反应(SN1)

--3. 影响亲核取代反应机理的因素

-6.3 不饱和卤代烃的亲核取代反应

--不饱和卤代烃的亲核取代反应

-6.4 卤代烷的消除反应

--卤代烷的消除反应

-6.5 消除反应与亲核取代反应的竞争和卤代烷与金属镁的反应

--消除反应与亲核取代反应的竞争和卤代烷与金属镁的反应

有机实验2:阿司匹林的制备

-实验演示

--Video

第七章 醇、酚、醚

-7.1 醇的结构、分类及命名

--醇的结构、分类及命名

-7.2 醇的物理性质和化学性质

--1. 醇的物理性质和醇的酸性

--2. 醇的脱水

--3. 醇的氧化反应

--4. 邻二醇的特殊性质

-7.3 酚的结构、分类、命名及物理性质

--酚的结构、分类、命名及物理性质

-7.4 酚的化学性质

--1. 酚的酸性

--2. 酚环上的取代、氧化和显色反应以及酚醚和酚酯的形成

-7.5 醚的结构、分类、命名及物理性质

--醚的结构、分类、命名及物理性质

-7.6 醚的化学性质

--醚的化学性质

第八章 醛、酮、醌

-8.1 醛酮的分类、命名及结构

--醛酮的分类、命名及结构

-8.1 醛酮的分类、命名及结构--作业

-8.2 醛酮的亲核加成反应

--1. 与碳亲核试剂和格氏试剂的加成

--2. 与亚硫酸氢钠和氧亲核试剂的加成

-8.2 醛酮的亲核加成反应--作业

-8.3 羰基的还原和与氨的加成

--1. 与氨的加成,还原反应

--2. 克莱门森还原法和黄鸣龙还原、α-H的反应

-8.3 羰基的还原和与氨的加成--作业

-8.4 醛的特殊反应

--醛的特殊反应

-8.4 醛的特殊反应--作业

-8.5 醌

--

-8.5 醌--作业

第九章 羧酸及其衍生物

-9.1 羧酸的分类、命名及结构

--1. 羧酸的分类及命名

--2. 羧酸的结构及物理性质

-9.1 羧酸的分类、命名及结构--作业

-9.2 羧酸的酸性及脱羧反应

--羧酸的酸性及脱羧反应

-9.2 羧酸的酸性及脱羧反应--作业

-9.3 羧酸α-H的卤代反应及羧酸衍生物的生成

--羧酸α-H的卤代反应及羧酸衍生物的生成

-9.3 羧酸α-H的卤代反应及羧酸衍生物的生成--作业

-9.4 酯化反应

--酯化反应

-9.4 酯化反应--作业

-9.5 Claisen酯缩合反应

--Claisen酯缩合反应

-9.5 Claisen酯缩合反应--作业

-9.6 羧酸衍生物的亲核取代反应

--羧酸衍生物的亲核取代反应

-9.6 羧酸衍生物的亲核取代反应--作业

-9.7 羧酸衍生物的还原反应及其与金属化合物的反应

--羧酸衍生物的还原反应及其与金属化合物的反应

-9.7 羧酸衍生物的还原反应及其与金属化合物的反应--作业

-本章习题

--本章习题--作业

有机实验3:薄层色谱

-实验演示

--薄层色谱

第十章 含氮与杂环化合物

-10.1 硝基化合物

--硝基化合物

-10.1 硝基化合物--作业

-10.2 胺的分类和命名

--1. 胺的分类

--2. 胺的命名

-10.2 胺的分类和命名--作业

-10.3 胺的结构

--胺的结构

-10.3 胺的结构--作业

-10.4 胺的性质

--1. 碱性与成盐反应、酰化反应

--2. 与亚硝酸反应及芳环上的亲电取代反应

-10.4 胺的性质--作业

-10.5 芳香重氮盐的性质

--芳香重氮盐的性质

-10.5 芳香重氮盐的性质--作业

-10.6 杂环的分类、命名及结构

--1. 杂环的分类和命名

--2. 杂环化合物的结构

-10.6 杂环的分类、命名及结构--作业

-10.7 杂环化合物的性质、含两个N原子的杂环化合物以及稠环化合物

--杂环化合物的性质、含两个N原子的杂环化合物以及稠环化合物

-10.7 杂环化合物的性质、含两个N原子的杂环化合物以及稠环化合物--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第十一章 氨基酸、肽、蛋白质

-11.1 氨基酸

--氨基酸

-11.1 氨基酸--作业

-11.2 肽和蛋白质

--肽和蛋白质

-11.2 肽和蛋白质--作业

-本章习题

--本章习题--作业

有机实验4:甲基橙的制备

-实验演示

--甲基橙的制备

第十二章 单糖、寡糖和多糖

-12.1 糖的定义、分类和命名

--糖的定义、分类和命名

-12.1 糖的定义、分类和命名--作业

-12.2 单糖的结构及表示方法

--单糖的结构及表示方法

-12.2 单糖的结构及表示方法--作业

-12.3 单糖的理化性质

--单糖的理化性质

-12.3 单糖的理化性质--作业

-12.4 二糖

--二糖

-12.4 二糖--作业

-12.5 多糖

--多糖

-12.5 多糖--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第十三章 高分子化合物

-13.1 高分子科学发展简史

--高分子科学发展简史

-13.1 高分子科学发展简史--作业

-13.2 高分子化合物的基本概念

--高分子化合物的基本概念

-13.2 高分子化合物的基本概念--作业

-13.3 高分子化合物的结构和性能

--高分子化合物的结构和性能

-13.3 高分子化合物的结构和性能--作业

-13.4 高分子化合物的应用和展望

--高分子化合物的应用和展望

-13.4 高分子化合物的应用和展望--作业

-本章习题

--本章习题--作业

第十四章 有机化学研究前沿

-14.1 钯催化交叉偶联

--钯催化交叉偶联

-14.2 天然产物全合成

--天然产物全合成

-14.3 药物中的有机化学

--药物中的有机化学

-14.4 自修复高分子

--自修复高分子

-14.5 有机化学合成中的新型固体催化剂

--有机化学合成中的新型固体催化剂

-14.6 有机光电功能材料

--有机光电功能材料

-14.7 绿色有机合成化学-光催化的有机新反应

--绿色有机合成化学-光催化的有机新反应

-本章习题

--本章习题--作业

有机实验室安全事项

-有机实验室安全事项

--有机实验室安全事项

钯催化交叉偶联笔记与讨论

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