早期合成路径需经历吡啶-N-氧化物活化,镍催化偶联,三氯化磷还原等多步反应.该方法存在三大缺陷:
1.需使用剧毒且不稳定的PCl3作为还原剂,存在安全和环保隐患
2.镍催化剂价格高昂且易残留重金属
3.总收率通常不足40%,工业放大困难
相较而言,铜催化工艺采用卡宾铜/硅烷还原体系,通过铜氢中间体实现炔烃迁移插入,最终与吡啶-N-氧化物直接偶联.该路线原子经济性达82%以上,且反应副产物仅为无害的硅氧化物.
核心反应以IPrCuCl卡宾铜催化剂(N-杂环卡宾配位的氯化亚铜)为活性中心,三乙氧基硅烷既作氢源又作还原剂.典型工艺参数:
反应温度:80-100℃(油浴控温)
摩尔比:n(吡啶-N-氧化物):n(炔烃):n(硅烷)=1:2.5:4
溶剂优选甲苯或苯,兼顾溶解性与沸点要求
实验中观察到,添加叔丁醇钠可显著提升产率(提升15-20%),其作用机制可能是:
1.中和反应生成的酸性副产物
2.活化硅烷释放活性氢物种
3.稳定卡宾铜催化中心