钴催化交叉偶联反应.docx

《钴催化交叉偶联反应.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钴催化交叉偶联反应.docx（13页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除钴催化交叉偶联反应目录1、 前言2、 自身偶联反应3、 Csp2Csp2交叉偶联反应3.1 链烯基化作用3.1.1 源于芳香族有机镁试剂3.1.2 源于乙烯基格氏试剂3.1.3 源于芳基卤化物和烯基乙酸酯 3.2 芳基芳基交叉偶联反应3.2.1源于芳香族有机金属试剂3.2.2源于两个芳香卤化物4、 Csp2Csp3交叉偶联反应4.1 链烯基化作用4.1.1源于脂肪族有机金属试剂4.1.2 源于脂肪卤化物4.2 芳基化作用4.2.1源于脂肪族卤化物4.2.2 源于芳香族卤化物4.3 芳香族有机金属烯丙基化作用5、炔基化作用 5.1 前人成就 5.2

2、 炔基格氏试剂卞化作用 5.3炔基格氏试剂烷基化作用 5.4炔基格氏试剂烯基化作用6、Csp3Csp3交叉偶联 6.1 烯丙基化作用 6.1.1脂肪族金属化合物的烯丙基化 6.1.2 烯丙基格氏试剂烷基化 6.1.3 （三甲基硅基）甲基氯化镁烯丙基化 6.1.4 烯丙基格氏试剂烯丙基化 6.2 卞化作用 6.3 烷化作用7、酰化作用 7.1 源于有机金属化合物 7.2 芳基溴化物钴介导酰化作用8、还原性环化和Heck-Type反应 8.1 自由基环化反应 8.1.1 分子内自由基环化反应 8.1.2 分子间自由基加成环化反应 8.2钴催化Heck-Type反应9、杂化反应 9.1 钴介导Mic

3、hael加成反应 9.2 1,3-二羰基化合物的烯丙基化 9.3 C-H键的激活：C-N偶联 反应9.4 三组分反应 9.4.1 -乙酰氨基酮合成 9.4.2 Homooallylsilanes的合成 9.5 烯烃和炔烃的偶联反应 9.6多组分反应10、结论11、感谢信12、参考文献1、 前言自从20世纪中期，Kharasch对芳香族格氏试剂（见2）催化自身偶联反应研究后，钴催化碳-碳键形成的反应备受关注。这些反应的过程与耙、镍介导的反应不同。钴催化交叉偶联反应对Csp2Csp2键的形成非常有效（见第2节），特别是涉及到卤烃类的偶联，因为当在耙、镍催化反应下，烷基-钴中间体中氢消除是无限制进行

4、的（见第3,4,5节）。本文也涉及了钴介导酰基化反应、自由基环化反应和Heck-type反应（见第6,7节）。所有这些反应都将在下文讨论。值得注意的是，钴盐已经被广泛用于Pauson-Khand反应、羰基化反应、环丙烷化反应、以及2+2+2和2+2环化反应中的催化剂。这些反应在这里就不进行讨论了。2、 自身偶联反应对钴催化交叉偶联反应的第一篇报道是描述格氏试剂的自身偶联反应。1939年，Gilman和Lichtenwalter几乎能定量获得的自身偶联产品，他们是用芳香族格氏试剂和一定化学量的氯化钴作催化剂。1941年，Kharasch发现自身偶联反应仅仅通过使用一定催化剂量氯化钴（如3mol）

5、和一定化学量的氧化剂，比如芳香族卤化物和脂肪族卤化物（表1）就可以得到很好的产量，。后者的作用是将0价钴氧化为2价钴，再进行还原消除反应。20年后，即1962年，Morizur运用Kharach反应合成各种联芳化合物。收率明显低于Kharasch先前所报道产率。通过使用溴丁烷（方案2）或溴苯（表1）做氧化剂，所获得的产率与Kharasch的几乎相同。应该强调的是，芳基锂和芳基镁化合物也能获得类似的产量（表1）有趣的是，苄基和单取代苄基格氏试剂也可以使用（表1）方案1 Kharasch反应方案2 芳香族格氏试剂钴催化自身偶联反应3、Csp2Csp2交叉偶联反应3.1 链烯基化作用3.1.1 源于

6、芳香族有机镁试剂1943年，Kharasch描述了第一个芳香族格氏试剂钴催化烯基化作用。（表2）活泼的乙烯基卤化物和1-丙烯基卤化物有较高的产率（表2，1-3），然而具有空间位阻和多个取代的卤代烯烃的产率却很低。通过链烯基卤化物和芳基格氏试剂可以获得大量的自身偶合产物（表2，4-6）。这个反应的利用价值受到限制，因为即使在最好的情况下，也需要2倍烯基卤化物的使用量。1982年，Uemura发表了有关交叉偶联反应的论文，他在钴催化的条件下使芳基格氏试剂和烯基碲化物进行反应（方案3）收率是定量的，但格氏试剂要大量过量（2.5倍）。值得强调的是，反应过程中产生大量自身偶联副产物（如联芳）。这是个很大

7、的缺点，因为最终产物的纯化很难。1998年，Cahiez重新做了芳香族格氏试剂钴催化烯基化反应。他使用THF/NMP作溶剂，大大提高了产率（表3）。被应用于各种烯基卤化物立体专一性选择反应，获得很好的收率（表3,1-5）最近，Hayashi将烯基三府甲磺酸酯和芳基格氏试剂在钴催化下进行偶联反应。反应在温和的条件下进行（方案4）。实验中不需要NMP，但需要PPH3作为配位剂。这个方法可以作为先前使用烯基溴化物方法的一个补充，因为乙烯三氟甲磺酸比较容易制备相应的酮。3.1.2 源于乙烯基格氏试剂直到目前，关于钴催化烯基-烯基交叉偶联反应仍然很少。1998年，Cahiez以一种卤代烯烃和一种烯基格氏

8、试剂为原料进行钴催化交叉偶联反应（方案5），产率一般。但该反应涉及到立体选择性，能得到纯净的反式二烯烃。最近，Hayashi以烯基三氟甲磺酸酯和烯基格氏试剂为原料进行钴催化交叉偶联反应。可获得-单取烯基格氏试剂和,或,-双取代烯基格氏试剂，而且产率较高（方案6）。3.1.3 源于芳基卤化物和烯基乙酸酯2005年，Perichon报道了在钴催化下官能化卤代芳烃和烯基乙酸酯间进行偶联反应。唯一一个例子是，在溴化钴（5%）和猛（10当量）的催化下进行烯醇酯芳基化（表4）。获得很好的收率，氯代芳烃和溴代芳烃产率相似（表4,1-6）。但是，在某些情况下，氯代芳烃可以获得更好的产率（2-或4-卤代氰苯，7

9、-8,13-14）。碘代芳烃如4-碘代苯甲醚和4-碘代苯甲酸乙酯不适合做底物，因为它们会产生自身偶联反应，从而降低产品收率。这个反应被用于吡啶类卤代物（方案7）。该反应的反应机理（方案8）是：首先，在吡啶溶剂中，2价的钴被锰还原为1价或0价。在之前的工作中，Perichon认为在乙腈/吡啶混合物中，1价的钴被乙烯酸酯稳定。低价态的钴可能与乙烯酸酯形成了络合物。然后加入氧化剂卤代芳烃，从而产生“芳烃-钴”。这种物质可能再与乙烯酸酯反应，产生一个六元过渡态A。在还原消除后，钴被过量的0价锰还原，重新产生活性钴。3.2 芳基芳基交叉偶联反应3.2.1源于芳香族有机金属试剂1983年，Uemura报道

10、在钴盐催化下碲化二芳烃和芳族有机镁试剂间交叉偶联反应（方案9）。在反应过程中产生大量格氏试剂自身偶联产物，且最后产品的纯化也非常困难，故此反应的产率较低。2003年，Knochel和Cahieez报道了碲化二芳烃和芳基或杂芳基卤代镁间的交叉偶联反应（方案10）。在多数情况下，该反应的产率很高。值得注意的是，空间位阻对该反应的影响不是很大，所以2,4,6-三甲基苯基氯代镁和1-氯代异喹啉偶联反应产率高达85%，格氏试剂要过量一倍是必须的。有趣的是，对于这个反应钴和铁粉是非常合适的催化剂（方案11）。一年后，Oshima报道了一个类似的反应。他不是使用乙醚和氯化钴（方案10），而是乙酰丙酮钴（）和

11、二噁烷。收率相当，但需要3倍苯基溴化镁的量，使用的催化剂要2倍还多。上述的反应都是使用杂环芳烃或被活化的卤代芳烃。最近，Nakamura报道了非活化芳基氯代物或杂芳基溴代物和芳基格氏试剂钴催化交叉偶联反应（方案12）它是在氟化钴和NHC试剂中进行的。后来，Knochel报道了多功能的芳基或杂芳基铜氰酸盐ArCu(CN)MgCl和邻-溴或邻-氯芳酮类、酯类或醛类在钴催化下可以进行化学选择性偶合反应。很多多功能的联芳都能通过这种方法合成得到。例子见方案13。为了在开始时使卤化物完全反应，应该在Bu4NI（1倍）、4-氟苯乙烯（20mol）和大量过量的苯氰铜化物下进行偶联反应。使用THF/DME/D

12、MPU混合溶剂来代替THF，可以大大加速反应速度，使反应时间由原先的21h缩短为15min。当活化的羰基在间位或对位时，反应产率明显下降（方案14）。该反应也可以应用于杂芳基铜氰酸盐（方案15）这个反应的应用范围扩到了邻-氟芳酮类、酯类和醛类（方案16）。相应的甲苯磺酸酯也能成功应用于此反应。值得注意的是，虽然能获得很好的收率，但目前对于氟代芳烃和甲苯磺酸酯在金属催化剂下进行交叉偶联反应的报道仍然很少。对于五氟二苯甲酮，邻位上的两个氟原子可以被选择性的取代（方案17）。但产率一般，而且需要大量的苯基氰铜化物（6倍）3.2.2源于两个芳香卤化物最近，Gosmini通过两个卤代芳烃ArX和ArX在

13、钴的催化下偶联合成不对称的联芳化合物（方案18）。为了获得满意的交叉偶联产物，需要过量的活性卤代芳烃（2倍）。碘代、溴代和氯代芳烃产率相似（表5）。有趣的是，芳基三氟甲磺酸酯也可成功应用于此反应（表5,项7）。应该强调的是，在此反应过程中，会产生大量自身偶联产物，这是个缺点，因为对与最终产品的分离很困难。4、Csp2Csp3交叉偶联反应4.1 链烯基化作用4.1.1源于脂肪族有机金属试剂1945年，Kharasch报道在氯化钴的催化下甲基碘化镁和-溴苯乙烯间偶联反应，获得很好的产率（方案19）。然而，此方法仅限于非常活泼的-溴苯乙烯，而且需2倍量的格氏试剂。1998年，Cahiez发现使用N-

14、甲基吡咯烷酮（NMP）作共溶剂，可以大大改进该反应（方案20，也可见第3.1节），产物收率有明显的提高，而且只需要1.1倍的格氏试剂。碘、溴和氯代烯烃都可以获得较高产率的交叉偶联产物（方案21）。更重要的是，该反应具有立体选择性（方案21）。该反应已被应用于各种烯烃菌素类化合物的合成（表6）。通过一级（表6，项1-3）或二级（项4-5）脂肪族格氏试剂与各种溴代烯烃偶联能得到很好的产率。但对于三级脂肪族格氏试剂产率就很低了（项6）。该反应具有高度的化学选择性，因此，它不与酯基甚至酮基反应（方案22）。最后，应该强调的是 ，（E）-1,2二氯乙烯反应只能得到相应的（E）-烯基氯代物。同时，观察到两

15、个氯只有一个被取代（方案23）。这与铁催化剂具有明显的不同，因此，可以应用到双取代物上。后来Cahiez和Knoche将此反应应用于烷基锌卤代物上。这些试剂的活性低于相应的有机镁卤代物，而且在较高的温度下（55，4-8h）缓慢进行。此外需要20-30mol的催化剂和大量过量的有机锌卤代物（3倍量）。在反应中，使用格氏试剂，具有化学选择性和立体选择性。故交叉偶联产物往往能得到很好的产率（方案24）。值得注意的是，芳基有机锌卤化物和碘代烯烃可以进行偶联（方案25）。据报道，各种甲烷硅格氏试剂与1,2-双取代乙烯也可以进行偶联反应（表7）。使用（三甲基硅基）甲基氯化镁（表7，项1,3）和（三苯基硅基

16、）甲基氯化镁（表7，项2）能得到很高的产率。据先前Cahiez报道知，产物中没有双取代物。因此，可以通过立体异构性的差别区分（E）和（Z）-1,2双取代乙烯。故（E）和（Z）-1,2双取代乙烯的混合物与（三甲基硅基）甲基氯化镁反应，只得到（E）-1-乙烯溴代物（表7，项3）.后来，Oshima报道了卤代烯烃与（二甲基烷基硅基）甲基氯化镁间的偶联反应，且获得了很高的产率（表8）。-或-单取和,-双取代烯基碘代物、溴代物和氯代物都能获得很好的产率（项1-6），而,-双取代卤代物却产率很低（项7）。l4.1.2 源于脂肪卤化物2006年，Oshima报道了溴代辛烷和苯乙烯基溴代镁在N,N,N,N-四

17、甲基-环己二胺溶剂中，以氯化钴（5mol）为催化剂的反应（方案26）。同年，他报道了各种卤代烯烃和1-（三甲基硅烷基）乙烯基溴代镁在TMEDA溶剂中钴催化的偶联反应。而且产率比一级或二级卤代烯烃的产率要高，但是该反应需要大量的有机金属试剂（4倍），且只有特定的格氏试剂才能应用于此反应中（表9）。-碘代烯烃交叉偶联反应通过自由基环化作用形成幻化产物（方案10）。机理是Oshima提出的，见方案27。因此，通过此反应能合成多种杂环化合物，且有具有很高的产率。4.2 芳基化作用4.2.1源于脂肪族卤化物第一个以Csp3为中心的钴催化芳基化反应的报道是在1969年。在这个报道里，Hey注意到2-溴吡啶

18、和甲基碘化镁在一定量的氯化钴的催化下，反应产物的产率明显的提高了（方案28）。然而，此反应并不普遍，在大多数的情况下，产率都是很低的。2001年，Oshima报道了乙烯缩醛卤化物钴催化连锁自由基环化和芳基化反应（表11）。这种方法可以应用于杂环（项1-7）和碳环（项8）化合物的合成。应该注意的是，反应的产率大大依据底物取代基的位置和数量（项4和6）。反应机制与方案27描述的很相似。值得注意的是，当起始物的双键不是在末端时（缩醛卤代物3和4，方案29）就不能获得芳基化产物。在这种情况下，进行的是Heck-type反应（见第9节）。2006年，这个反应被成功应用于氧硅环戊烷的合成（方案30）。这些

19、化合物在Tamao-Fleming氧化作用下转化为4-芳基-1,3-二醇。这种方法也应用于人类CCR5拮抗剂的合成（方案31）。同年，Oshima报道了伯烷卤代物和芳基格氏试剂在氯化钴催化下进行交叉偶联反应。在表12列举了部分例子。必须强调的是，需要大量过量的格氏试剂（3倍）。伯烷溴代物的产率一般，但相应的碘代物的产率就很低（项1和2）。而且，溴代环烷烃如溴代环己烷产率非常低（项4），氯代烷烃不反应。芳杂化有机镁化合物可以被应用于此反应（项5）。这个反应对空间位阻很敏感，因此，邻位取代芳基格氏试剂不能得到预期的交叉偶联产物（项6）。有趣的是，有些功能化的基团如酯基或缩醛并不参加反应（项7和8）

20、。最后，Oshima用二胺（N,N,N,N-四甲基-1,2环己二胺）做溶剂代替原先的dppp（表13）。而且，只需稍微过量的格氏试剂（1.2倍）。在这个催化反应中，伯烷碘代物比相应的溴代物的产率高很多（项3和4）。此外，环烷和仲烷基卤代物也可以成功应用于此反应。最后，此反应对空间位阻并不敏感，比如，邻-甲苯基溴化镁具有很高的收率（项7）。这个反应具有高的化学选择性，各种卤代酯类衍生物都被成功的偶联（项9-11）。此方法可以用于AH13205的合成，是一种合成前列腺素，作为EP2受体激动剂，降低眼内压（方案32）。对于五元或六元环状缩醛卤代物位的C-Br键具有手型（方案33）。这个反应的立体选择

21、性主要是依据环的大小，因此 ，只有五元环状缩醛才具有好的对映体选择性。最近，Cahiez报道了伯或仲烷基溴代物和芳基有机镁化合物钴催化交叉偶联反应。这是个便宜又简单的催化体系，所用的钴（）乙酰丙酮/TMEDA比例为1:1。TMEDA与先前Oshima用的N,N,N,N-四甲基-1,2环己二胺相比，是个简单又廉价的原料。利用此反应可能双取代的溴代烷烃能取得好的收率，在Oshima报道的实验条件下，溴代烷烃的产率是明显低于相应的碘代烷烃的。然而，溴代烷烃比相应的碘代烷烃要便宜而且更稳定。结果概括于表14。总之，伯和仲烷基格氏试剂能得到良好的收率（项1-8）。而叔烷基溴代物不能应用于此反应（项9）。

22、所需的格氏试剂只需稍微过量（1.1倍）。烷基碘代物和溴代物具有类似的收率（项3-4），而烷基氯代物和甲苯磺酸盐产率就非常低（项5）。该反应对空间位阻不是很敏感，而且对邻位取代的芳基格氏试剂和仲烷基溴代物间的偶联反应可能会取得很高的收率（项8）。该反应具有高度化学选择性（表15）。1-溴-5-氯戊烷选择性偶联得到相应的氯代烷烃，且产率较高（项1）。此外，各种较敏感的基团如酸键（项2）、酯基（项3）、酰胺基（项4）甚至酮基（项5）在该反应中都不参与反应。对于仲烷基溴代物该反应也具有较高的化学选择性（方案34）。第一个对此进行报道的是芳基格氏试剂和一种功能化的仲烷基溴代物间金属催化偶联反应。4.2.

23、2 源于芳香族卤化物2008年，Oshima报道了芳基溴代物和脂肪族格氏试剂钴催化偶联反应（方案35）。这只在该反应中报道了。这个反应与钯、镍相比，具有一定的选择性。该反应的产率很高，但是只能应用于伯烷基格氏试剂。4.3 芳香族有机金属烯丙基化作用2003年，Perichon报道了芳基卤代物和乙酸烯丙基酯在一定量的溴化钴的催化下进行偶联反应，锌作为还原剂。各种芳基溴代物应用于此反应产率一般（方案37）。应该注意的是，酯基和氰基在反应中不受破坏。这种方法是之前报道钴催化电化学方法的一个补充。该反应也可应用于芳基氯代物（方案37），但反应条件有所不同。溴化钴的量增加（由原先的20%增加到40%），

24、还原剂需是锌粉代替镁粉，而且需要吡啶作溶剂和一定化学计量的溴化铁。而且，反应的温度较高（50），反应时间更长（24h）。但产率往往比之前相应的芳基溴代物要高。2004年，Oshima报道了烯丙醚类和苯基溴化镁在钴盐催化下的反应。具有很高的收率，但该反应缺乏区域选择性，故1-和3-苯基-2-丙烯基甲醚都能应用于此反应（方案38）。在相似的条件下，烯丙基缩醛可以得到单取代产物（方案39）。5、炔基化作用5.1 前人成就1945年，Kharasch报道了甲基溴化镁和2-溴-1-苯乙炔在氯化钴催化下的偶联反应（方案40）。第一个关于这个反应是格氏试剂钴催化炔基化作用。几年后，报道了关于苯乙炔溴化镁和苯

25、乙炔碘代物在钴催化下的偶联反应（方案41）。得到二苯基丁二炔，产率很高。1954年，Weedon报道了脂肪族、芳香族、炔基格氏试剂和1-卤代炔烃的偶联反应，但产率都比较低（表16）。5.2 炔基格氏试剂卞化作用2006年，Oshima报道了炔基格氏试剂在钴催化下的卞化作用，产率很高（表17）。（三甲基硅基）甲基溴化镁和卞氯或卞溴偶联能得到很高的交叉偶联产物（项1-4，R=Me3Si）。另一方面，只有卞溴与1-己烯溴化镁偶联才能得到较好的产率（项1.R=n-Bu）。通过该反应，1,2-二溴甲基或1,3二氯甲基苯可以进行双取代从而得到二炔产物（方案42）。5.3炔基格氏试剂烷基化作用最近，Oshi

26、ma报道了卤代烷烃和（三甲基硅基）甲基溴化镁在氯化钴的催化下的反应。伯或仲卤代烷烃有很好的产率，但是需要大量过量的格氏试剂。通过连锁自由基环化作用和偶联反应，-卤代烯烃能与（三甲基硅基）甲基溴化镁进行反应。因此，能合成多种杂环化合物，且产率较高（表18）Oshima用了一种简单的炔基格氏试剂，然而，重要的是，在反应中需要5倍量的格氏试剂。5.4炔基格氏试剂烯基化作用2007年，Hayashi报道了炔基卤化镁和烯基三氟甲磺酸酯间钴催化交叉偶联反应。可以应用于许多的底物，且具有很好的收率（方案45）该反应对于烯基、烷基和芳基溴代物具有一定的化学选择性偶联，如表19。值得注意的是，在此种情况下不需要

27、使用额外的配位体。6、Csp3Csp3交叉偶联6.1 烯丙基化作用6.1.1脂肪族金属化合物的烯丙基化1996年，Knochel报道了有机镁化合物（R2Zn和RZnX）在钴催化剂的作用下烯丙基化（方案46）。应该指出的是，R2Zn中的两个R都被转移，而且得到的是SN2取代产物。二烷基锌和烷基卤代锌产率相似，但后者反应时间较长（在-10反应5h）。烯丙基磷酸酯也可成功应用用此反应中（方案47）。6.1.2 烯丙基格氏试剂烷基化2002年，Oshima报道不活泼的卤烃类和烯丙基格氏试剂在dppp溶剂中，氯化钴的催化下可进行偶联反应（表20）。在温和的条件下，伯（项1）、仲（项2和3）和叔（项4和5

28、）卤代烃类都能得到很好的产率。卞卤也可以应用此反应（项6）。烯丙基格氏试剂取代的区域选择性主要依赖于烯丙基部分的结构。产物是混合物，因为在烷基化过程中，取代烯丙基的位置不同，最终产物也不同（方案48）。通过连锁自由基环化作用和交叉偶联反应，可以制备各种环状化合物，且收率较高（方案49）。该反应的反应机制见方案27.令人意外的是，用乙醚作溶剂时，会形成环丙烷衍生物（方案50）。反应机制如下：首先，氯化钴通过格氏试剂的作用转变为活性还原型Con。随后，一个电子转移到卤素原子上（形成自由基阴离子），C-I键断裂，自由基形成 。链上连续五个原子在自由基环化作用下环合，催化剂钴捕获产生的自由基，形成钴-

29、中间体10。在乙醚溶剂中，10经过BUO-金属（金属=Co或Mg）的快速消除，得到环丙烷衍生物11。这种消除可能涉及到10的金属中心（Co或Mg）与丁氧基中的氧形成络合物（在THF中，这种络合物很难形成 ，消除过程也不能进行）。然后，产生的醛11与烯丙基氯化镁反应得到醇12。这个反应扩大到异戊二烯基和丁烯基氯化镁（方案51）。6.1.3 （三甲基硅基）甲基氯化镁烯丙基化2004年，报道了烯丙基醚和（三甲基硅基）甲基氯化镁在钴催化剂的作用下进行偶联反应。对于苯基溴化镁能得到较好的产率，而且能选择性的得到1-和3-苯基-2-丙烯基甲基醚（方案52）。然而，该反应通常对其他的烯丙基醚类化合物没有区域

30、选择性。值得注意的是，对于烯丙基缩醛13（方案53），分别使用1.5倍和3倍量的格氏试剂，可能可以分别取代一个和两个甲氧基。6.1.4 烯丙基格氏试剂烯丙基化Oshima报道了烯丙基格氏试剂和烯丙基醚间钴催化偶联反应（方案54）。得到了很好的收率，有趣的是，该反应的区域选择性可以通过改变催化剂的性质很容易的控制。因此，在未络合的氯化钴下，能得到直链取代物14，而在CoCl2.dppp络合物存在下，能形成支链取代物15，是 14的主要同分异构体。6.2 卞化作用一个例子是，Knochel在1996年报道了有机锌化合物钴催化卞化作用。2004年，Oshima成功的将仲卤代烃和苯基格氏试剂在CoCl

31、2.dppp中进行偶联反应，产率一般（表21）。叔烷基碘代物也可以反应，但产率较低（项7）6.3 烷化作用2007年，Oshima报道了，各种-卤代乙烯类化合物和RMe2SiCH2MgCl在钴催化的作用下进行连锁自由基环化作用和交叉偶联反应，N-杂环卡宾作为配体。结果，在温和的条件下，能获得良好的产率。部分例子见表22.最近，cahiez报道了功能化的卤代烃和脂肪族格氏试剂在CoCl2.2LiI络合物中的交叉偶联反应。TMEDA作为配体。使用氯化钴作为催化剂，只能得到少量的交叉偶联产物（表23，项1）。在TMEDA存在下，产率比较好，但仍然不是很满意（项2）。最后，最好的方法就是同时加入TME

32、DA和碘化锂（项5）。这是碘阴离子在钴催化交叉偶联反应进程中的好处的第一个例子。多种烷基-烷基偶联化合物可这些条件下得到（表24）。非环状或环状仲烷基溴化物（项1-8）都可以得到偶联产物，且具有较好的产率。值得注意的是，空间位阻的影响起决定性作用。因此，2-溴代烷的产率比3-溴代烷要高（项2和6）。类似的，各种2-溴代烷的产率主要是依据烷烃链的长度（项1,3和7）。可以用碘代烷代替溴代烷，但相应的氯代烷不能反应（项2-4）。这个反应范围可以扩大到伯烷烃溴化物（项9和10）。另外，叔烷烃溴化物不能反应（项11）。最后，应该注意的是，仲和叔烷基格氏试剂都不能用于此反应（项12和13）。该反应具有化

33、学选择性（表25），从而，酯基（项1和2）、氰基（项3）甚至酮基（项40）在反应中都不受破坏。应该强调的是，功能化的仲烷基卤化物已被成功应用于此反应（方案56）。化学选择性的烷基-烷基偶联的第一个报道就是一个功能化的仲烷基溴化物。7、酰化作用7.1 源于有机金属化合物1943年，Kharasch报道了甲基-或苯基溴化镁与2,4,6-三甲基苯甲酰氯在氯化钴催化下反应，得到预期的酮，产率一般（方案57）。关于这类反应的第一报道是，钴催化有机金属化合物的酰化反应。50年后，双取代有机锌与酰氯在THF/NMP混合溶剂中反应，氯化钴作催化剂（方案58）。芳香族和脂肪族酰氯以及草酰氯和三氟酸酐都能得到很好

34、的收率。然而，值得注意的是，需要3倍量的双取代有机锌（即6倍量的有机金属试剂）。7.2 芳基溴化物钴介导酰化作用2004年，Perichon报道了溴代芳烃和酸酐通过钴介导合成芳基酮（表26）。这个反应是以一定量的溴化钴作催化剂，一定化学计量的锌作还原剂下进行的。各种功能化的对位（项1-11）和间位（项12-14）溴代芳烃都能进行此反应。脂肪族酸酐能得到良好的结果，但芳香族酸酐的产率就比较一般（项3,6和9）。8、还原性环化和Heck-Type反应8.1 自由基环化反应众所周知的，各种钴（）络合物和烷基或芳基卤代物是通过卤原子的转移，得到相应的烷自由基或芳基自由基。环化作用是自由基通过分子间或分

35、子内捕获，从而产生各种环状化合物。8.1.1 分子内自由基环化反应8.1.1.1 自由基介导芳基-芳基偶联钴催化还原性环化作用在1965年第一次被Tiecco报道（方案59）。8.1.1.2 -卤代炔烃类化合物1982年，Tada报道了2-烷氧基丙炔溴代物在双（二甲基肟）（吡啶）钴（），通常叫钴肟（）在进行还原性环化作用，以一定化学计量的硼氢化钠作为还原剂。结果见表27。通过伯烷基卤代物可以得到较高产率的exomethylenefuranes（项1-3）。以环状烷基卤化物为原料可以满意的双环化合物（项4）1989年，Hoffmann应用此反应合成了各种杂环化合物（方案60）8.1.1.3-卤代

36、炔烃类化合物1984年，Pattenden报道了2-烷氧基烯烃溴代物的自由基环化作用，该反应使用钴肟或维生素B12作为催化剂，在Tada报道2-烷氧基丙炔溴代物反应条件下进行。在环化过程中形成有机钴，随后经过卤代物消除，产生双环化合物，具有很好的收率（方案61）几年以后，Jones报道了一个类似的反应，他使用钴-salen复合物作为催化剂。总是获得饱和17和非饱和18化合物的混合物（方案62）后来，Giese报道了通过改变反应条件分别得到了饱和化合物19和非饱和化合物20（表28）有趣的是，在环化过程中形成的自由基（或有机钴络合物）可以被活性Michael受体如丙烯酸酯捕获（方案63）1994

37、年，Jones通过使用氯化钴为催化剂，甲基碘代镁为还原剂，进行邻-氨基碘苯21的还原性环化作用，获得良好的收率（方案64）。但是，需要大量的催化剂（50mol）使用钴CoCl2(dppb)的络合物可能可以减少催化剂的使用量。因此，Oshima在CoCl2(dppb)中，以（三苯基硅基）甲基氯化镁作还原剂，成功进行-卤代烯烃化合物自由基环化作用（方案65）。通过该反应各种环戊烷衍生物的制备都得到良好的收率。8.1.2 分子间自由基加成环化反应2003年，Cheng报道了各种邻-碘代苯酮或苯醛与炔烃或共轭烯烃在CoI2.dppe催化剂作用下反应，以一定化学计量的锌为还原剂。该环化反应通过钴金属作用

38、和分子内1,2加成反应得到酮。该反应在之前已经有报道了，但使用的是钯或镍作催化剂。然而，钴催化反应能在温和的条件下进行，且能得到更高的产率和更好的区域选择性。此外，反应时间也更短（表29）使用邻-碘代苯酮（表29，项1-5）和醛（项6-9）都能得到很高的收率。当使用不对称的炔烃时，会得到区域异构体22和23混合物（项2和7）。有趣的是，对于（三甲基硅基）丙炔和（三甲基硅基）乙基丙炔碘代物具有很好的区域选择性，只能得到化合物22（项3-5和8）一个相似的反应，使用丙烯酸酯而不是炔烃（表30）值得注意的是，邻-碘代苯甲醛、对甲苯胺和炔烃可以进行三分量间的反应，形成杂原子取代的诱导物（方案66）。8

39、.2钴催化Heck-Type反应Heck反应对c-c键的合成的一个非常好的工具。然而，这个反应存在一些局限性。对于有氢的卤代烷烃的产率就非常低，因为催化过程的中间体烷基-钯快速进行氢消除。有趣的是，钴催化Heck反应是经典钯催化反应的一个补充，因为它可以避免这种缺点。1991年，Branchaud报道了第一篇钴催化Heck-Type反应，苯乙烯和多种卤代烷在溴化钴催化下反应，以一定化学计量的锌作为还原剂。值得注意的是，该反应应该在光下进行。伯（表31，项1-3和6）和仲（项4）烷基溴代物都能得到较好的产率，然而该反应却不适用于叔烷基溴代物（项5）后来，Oshima又报道了用CoCl2.dpph

40、作催化剂，（三甲基硅基）甲基氯化镁做还原剂，可以得到很好的收率（表32）伯（表32，项1-3）、仲（项4-5和8-10），甚至叔（项6）烷基卤代物都能得到非常好的产率。溴代烷的产率比相应的氯代烷和碘代烷要更高（项1-3）。功能化的苯乙烯衍生物通过此反应进行有效的偶联（项7-10）。值得注意的是，该反应具有立体选择性（方案67）详细的反应机理见方案68首先，CoCl2.dpphA与Me3SiCH2MgCl反应从而得到Co0.dpphB，真正起催化作用，A中一个电子转移给卤代烷烃，产生Co C 再与Me3SiCH2MgCl反应，得到中间体D 。这个中间体与从RX产生的苯基自由基反应，产生二元有机钴

41、化合物E。随后E通过氢消除得到Heck产物RCH=CHPh。最后F 通过还原消除重新生成Co0.dpphB。值得注意的是，反应机制中涉及到Co/Co对，像这样的电子对在B12或钴肟介导的反应中也要存在。环氧化物和苯乙烯钴催化Heck-Type反应也有报道（表33）。该反应产率一般，得到的产物是异构体的混合物。因此，除了受环氧化合物的空间位阻外，该反应的立体选择性也非常的差（表33，项4）9、杂化反应 9.1 钴介导Michael加成反应如上所述，烷基和芳基自由基是由烷基或芳基卤代物与各种钴（）化合物反应产生的（见第8节）通过活性烯烃自由基共轭加成的非对映异构体，第一次报道是在1992 年Gie

42、se的文献中报道的（方案69）。该反应是使用一定量的维生素B12和锌作催化剂。1998年，Pfaltz报道了叔丁基丙二酸二乙酯和查耳酮在乙酸钴和手性大杂环化合物配体下的反应，虽然产率很低，但却可以获得很高产率的对映体（方案70）Wu和Zhou报道了乙基丙二酸在类似的催化体系下的反应，可以得到很好的产率，但对映体的选择性却很差（方案71）。2006年，报道了溴代烷和活性的烯烃在CoI2(dppe)和还原剂锌下进行钴介导Michael加成。可以获得满意的产率（方案72）最后，Perichon报道了芳基卤代物或三氟甲磺酸酯和活性的烯烃发生钴介导Michael加成（表34）。芳基溴代物（项1,2,4和

43、5），氯代物（项6）或三氟甲磺酸酯（项3和7）可以得到类似的产率。反应具有化学选择性，因此，在反应过程中，酯基和氰基不受破坏。 9.2 1,3-二羰基化合物的烯丙基化Iqbal已经报道过，1,3二羰基化合物在钴催化下的烯丙基化。与钯、钼催化反应相比，该反应在中性条件下进行。因此，像30这样碱敏感的化合物就可以被使用。部分例子见表35.能得到满意的产率。区域和立体选择性在很大程度上取决于底物的性质，往往得到是异构体的混合物。该反应已被延伸到烯丙醇类化合物（表36） 9.3 C-H键的激活：C-N偶联 反应过渡金属介导的活化和功能化C-H键是研究界中一个具有挑战性的课题。Cenini广泛研究钴-卟

44、啉催化C-H键胺化。1999年，已报道了烯丙基C-H键的胺化（方案73）然而，产率不高，而且范围也仅限于环己烯该反应现已被扩展到了苄基C-H键。根据底物的性质，胺或亚胺可以得到中等的收率（方案74和表37）。9.4 三组分反应在过去的几十年里，多组分反应一直是个非常有用的反应。如上所述，钴盐催化也可以实现这样的反应。 9.4.1 -乙酰氨基酮合成1994年，Iqbal报道了酮、醛和乙腈三组分间的反应。能得到各种-乙酰氨基酮，且产率良好（方案75）相似的，1,3-二羰基化合物、醛和乙腈反应，可以得到-乙酰氨基二酮，且产率良好应该注意的是，由芳香醛生成乙酰氨基二酮是在惰性气体中反应的，而Knoev

45、enage反应是在氧中进行的。另外，对于脂肪醛反应条件不同，它只能在氧中才能得到乙酰氨基二酮，在惰性气体中反应产物比较复杂（方案77）。该反应也被应用呋喃和-内酰胺类的化合物的合成（方案78） 9.4.2 Homooallylsilanes的合成2003年，Oshima报道了卤代烷、1,3-二烯和（三甲基硅基）甲基氯化镁钴催化三组分反应。各种Homooallylsilanes可由伯、仲、叔烷基卤代物为底物合成得到，且具有较高的产率（方案79）。催化循环机制如下：（方案80）首先，Me3SiCH2MgCl将氯化钴（）还原为活性钴0A。通过电子转移，卤代烷形成相应的自由基，和钴复合物B。随后，烷基

46、自由基与二烯烃加成，形成新的自由基，该自由基与B反应，形成钴（）化合物C。然后，Me3SiCH2MgCl与C反应得到双有机钴化合物D，D经过还原性消除得到E和化合物A。 9.5 烯烃和炔烃的偶联反应铜介导反应被广泛应用于共轭炔烃的制备。末端炔烃自身偶联的Glaser，Eglington反应和末端炔烃与1-卤代-1-炔烃偶联Cadiot-Chodkiewicz反应是1,3-二炔合成最常用的偶联反应。因此，2001年，Krafft报道了末端炔烃钴催化二聚体，具有较高的产率（方案81）。值得注意的是，这种方法合成共轭炔烃过程中，没有Pauson-Khand产物。2004年，Cheng报道了共轭烯烃钴

47、催化还原二聚化作用。由各种活性烯烃或苯乙烯反应得到，具有很高的产率（方案82）.值得注意的是，该反应先前在一定化学计量或催化量的钴盐下进行，产率很低。同样的方法可以成功的应用于非末端炔烃和共轭烯烃间的还原性偶联。有趣的是，该反应具有高度的区域选择性和立体选择性。因此，由共轭炔酯和苯乙炔衍生物反应只能得到一种产物（方案83）。非活性的末端烯烃也可被应用于此反应。反应条件温和，且产率较好，有较好的立体选择性（方案84）。最近，Cheng将该反应范围扩大到活性烯基炔烃分子内还原性偶联（方案85）。这个反应用于各种exomethylenecyclopentane衍生物的合成，获得很好的收率。值得注意的是，丙烯酸酯和炔丙基醇间可能可以进行分子内还原偶联/内酯化（方案86）当使用炔丙基内酰胺衍生物时，反应产物是六元环内酰胺类化合物（方案87） 9.6多组分反应2005年，Oshima报道了炔烃钴催化syn-hydrophosphination。应该指出的是，澜系元素、钯、镍催化反应都有报道，但这些反应的立体选择性主要依赖于底物的性质。相反，钴催化的反应主要生成顺式加成产物（表3