有机铜试剂的反应涉及含有铜 - 碳键的物质，其在有机亲电子试剂存在下充当亲核试剂。有机铜试剂现在通常用于中作为温和的选择性亲核试剂用于取代和共轭加成反应。
介绍
自1941年发现铜（I）卤化物催化格氏试剂的共轭加成以来，[2]有机铜试剂已成为用于取代和加成反应的弱碱性亲核试剂。有机铜化合物的构成取决于它们的制备方法，并且各种有机铜试剂表现出不同的反应性特征。结果，涉及有机铜试剂的反应范围非常广泛。
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当铜（I）卤化物和有机锂结合时产生有机铜络合物（RCu）。与路易斯酸性添加剂如三氟化硼醚合物一起，这些试剂用于共轭加成反应。[3]
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当有机铜复合物用等量的有机锂处理时，产生低级铜酸盐（R 2 CuLi，也称为吉尔曼试剂）。或者，它们可以通过用两当量的有机锂处理铜（I）卤化物来形成。它们在适当的有机底物存在下经历取代，共轭加成和碳化合物反应。[4]混合吉尔曼试剂由两个不同的R基团组成，其中一个通常是不可转移的“假”基团。
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低级氰基铜酸盐（RCu（CN）Li）类似地衍生自有机锂化合物和氰化铜（I）; 然而，在该反应过程中不形成中间有机铜络合物，因此仅需要单一当量的有机锂试剂。[1]氰基铜酸盐在烯丙基亲电子试剂存在下进行S N 2'取代，并在烯酮存在下进行共轭加成反应。
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高级氰基铜酸盐（R 2 Cu（CN）Li 2）在等量的有机锂与氰基铜酸盐反应时形成。与相应的低级氰基铜酸盐相比，这些试剂对取代更具反应性。[5]
机制与立体化学
替代反应
低级有机铜酸盐的亲核取代机制在很大程度上取决于底物的结构，有机铜酸盐和反应条件。早期证据表明发生了直接的S N 2位移; [6]然而，最近的结果表明，铜（I）反向氧化加成到碳离去基团键中，产生铜（III）中间体，然后进行还原消除以产生偶联产物。[7]这两种机制都预测了亲电子碳的反转，这在许多情况下都可以观察到。[8]另一方面，具有自由基陷阱的实验和在取代期间观察到外消旋化表明了一种基本机制。[9]
（1）
共轭加成反应
有机铜酸盐的共轭添加的机理图也是复杂的。已经收集了大量证据表明在enone和organocuprate之间存在初始复合体。[10]碳 - 碳双键上的碳酸化可以产生铜烯醇化物，如方程式1的底部所示。（2）。然而，更可能的是共轭加入有机铜酸盐以提供烯醇锂。[11]随后的还原消除和质子化导致产物。[12]
（2）
对映选择变体
手性有机铜酸盐的非对映选择性共轭加成反应以高产率和非对映选择性提供β-官能化酮。这些反应的缺点是需要完全等效的对映纯的原料。[13]
（3）
最近，已经开发了催化对映选择性方法，其基于铜（I） - 催化的结合物添加格氏反应到烯酮。所提出的机制涉及从格氏试剂到铜的转移，添加缀合物和速率确定的还原消除（参见等式（2）中的类似上部途径）。[14]
（4）
范围和限制
有机铜物种的反应可分为催化和化学计量变体。虽然有机铜化合物主要以化学计量用于有机合成，但催化方法可用于对映选择性反应，并且需要比化学计量方法更少的制备。该部分描述了有机铜配合物的催化和化学计量反应，特别关注亲核取代和共轭加成反应。
有机铜化合物的催化反应
乙烯基和芳基格氏试剂在催化量的卤化铜（I）盐存在下与伯烷基卤化物偶合。使用Li 2 CuCl 4而不是简单的铜（I）卤化物盐（CuX）可显着提高这些偶联反应的产率。[15]
（5）
催化量的卤化铜促进了格氏试剂向炔烃的加入。对铜的转移和碳酸化合物随后将产物烯烃转移回镁。除非在基质中附近存在配位基团，否则添加是合成的，在这种情况下，添加变得抗并且产率提高。[16]
（6）
有机铜化合物的化学计量反应
炔丙基甲基亚磺酸盐是用于从化学计量的有机铜配合物合成丙二烯的有用底物。在这种情况下，通过格氏试剂，溴化铜（I）和溴化锂的组合原位产生复合物。有机铜配合物通常需要路易斯酸活化以有效反应; 在这种情况下，原位产生的溴化镁用作活化的路易斯酸。[17]
（7）
通过碳氢化合物容易产生的烯基铜配合物可用于在羰基化合物的β位引入乙烯基。在这种情况下，如上所述，溴化镁用作活化路易斯酸。[18]
（8）
使用有机铜酸盐的环氧化物开环对于较少受阻的位置具有高选择性。在亲电碳上完全反转构型时发生取代。[19]
（9）
通常，有机铜酸盐以抗 S N 2方式与烯丙型亲电子试剂反应。在下面的反应中，尽管在环中存在第二立体中心，但仍观察到几乎完全的构型反转。[20]
（10）
共轭加入有机铜酸盐广泛用于有机合成中。乙烯基醚铜酸盐在与烯酮的共轭加成反应中用作方便的酰基阴离子等价物。得到的烯醇醚可以水解成1,4-二酮，使用常规的羰基化学难以获得。[21]
（11）
将添加剂与化学计量的有机铜配合物一起使用可提高许多反应的速率和产率。有机铜配合物特别是在没有路易斯酸的情况下缓慢反应。尽管由格氏试剂和卤化铜（I）的反应原位产生的溴化镁可以起到这种作用（见上文），但外部路易斯酸也是有用的。在三氟化硼醚合物的存在下，有机铜配合物能够以中等产率添加到空间上拥挤的烯酮中（难以实现与有机铜酸盐的相同转化）。[22]
（12）
三氟化硼醚合物也可用作高级氰基铜酸盐反应中的添加剂。使用2-噻吩基作为氰基杯中的“虚拟”取代基保留了用于产生氰基铜酸盐的潜在有价值的有机锂试剂（因为仅含铜基团存在于含铜副产物中）。在没有三氟化硼醚合物的情况下，在这种情况下没有观察到反应。[23]
（13）
高级氰基铜酸盐的共轭加成反应代表了三氟化硼醚合物的另一种有用的应用。乙烯基在该反应中选择性地转移; 这与使用相同试剂的取代反应形成对比，这导致甲基的选择性转移。[24]
（14）
合成应用
因为碳酸化合物的立体选择性非常高，所以该反应已经应用于信息素的合成，其中双键的几何纯度是关键的。一个例子是Cossus cossus的昆虫信息素，它是通过乙炔的顺式选择性碳化合成和在加入的亚磷酸盐存在下烷基化所得有机铜酸盐而合成的。[25]
（15）
实验条件和程序
典型条件
有机铜试剂的反应应在惰性气氛下进行，因为许多这些试剂对氧气和水分敏感。吉尔曼试剂通常通过将有机锂溶液缓慢加入卤化铜溶液中来合成，并且通过在低温（<-20℃）下用亲电试剂逐滴处理来直接使用这些试剂是最常用的方法。六甲基磷酰胺（HMPA）是有机铜酸盐的共轭加成反应中的添加剂，[26]是一种已知的致癌物质，应小心处理。
示例程序[27]
（16）
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最后编辑时间为: 2020-04-17 09:28 Friday
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