芳香卤代烃在金属催化作用下的腈化反应
芳香卤代物的腈化反应是将芳基卤化物(如Ar–Br、Ar–I)在过渡金属催化剂作用下与腈源(如CuCN、KCN、Zn(CN)₂)反应生成芳腈(Ar–CN)的过程,是有机合成中引入腈基(–CN)的重要方法之一。
芳腈化合物在有机合成中占据非常重要的地位,尤其是在染料,除草剂,农用化学品,药物及自然产品中应用非常广泛。传统方法合成芳腈化合物主要通过苯胺的重氮化接着Sandmeyer反应制得,对不是复杂的苯腈可由甲苯类化合物在NH3作用下直接氧化制备。但这些方法有较大局限性:反应条件较剧烈,底物要比较简单取代基较少,毒性很大。以下介绍的是实验室常用方法。
基本反应式:
Ar–X + CN⁻ → Ar–CN
催化体系:
金属催化剂:Pd(PPh₃)₄、PdCl₂、CuI、NiCl₂等;
腈源:KCN、NaCN、Zn(CN)₂、CuCN、TMSCN等;
溶剂:DMF、DMSO、MeCN、水等;
温度:60–130°C。
反应机理(以Pd为例):
1)芳基卤代物与Pd(0)形成氧化加成中间体;
2)腈源发生配位/迁移步骤,将CN引入Pd中心;
3)还原消除生成芳腈,Pd(0)再生。
注意事项:
氰化物毒性大,需注意操作安全;
有时需要加入配体如Xantphos提高效率;
某些碱金属腈源易水解,反应需控制含水量。
应用:
药物化学中腈基先导物的合成;
芳腈用于还原成胺、转化为酰胺或酸等官能团;
电子材料合成。
产地:西安齐岳生物
用途:科研
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