Ullmann反應

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介紹

Ullmann反應是芳基鹵化物分子間的偶聯反應。Fritz Ullmann是一位德國化學家，他首先發現了這種型別的反應，這種反應以他的名字命名為Ullmann反應。銅在整個偶聯機理中起著重要的作用。

Ullmann反應的意義

Ullmann偶聯或Ullmann反應是指在一定的熱條件和銅催化劑的作用下，偶聯兩個芳基鹵化物分子形成聯芳基化合物的反應。Ullmann反應有不同的反應機理，其中兩種非常流行。在自由基機理過程中，透過從金屬銅向芳基鹵化物轉移一個電子來形成芳基自由基。然後，最終透過兩個芳基自由基的反應形成聯芳基產物。

在第二個偶聯機理中，透過單電子的交換和透過用芳基鹵化物氧化而新增銅金屬來形成有機銅試劑。對第二個芳基鹵化物再次進行氧化加成。這導致還原消除，最終形成聯芳基產物。

Ullmann反應機理

根據其反應性質，Ullmann偶聯機理分為兩種：

自由基機理和芳基銅中間體機理。

圖1：離子液體中的Ullmann反應

步驟1

Ullmann偶聯的機理如下所述。芳基鹵化物在高於200°C的高相對溫度下過度暴露或金屬銅變得豐富，從而產生活性銅物種（I）。銅物種是Ullmann反應的基礎部分。在第一步中，芳基鹵化物反應形成活性銅。

步驟2

活性銅物種的氧化加成將雙分子連線到另一個滷代芳烴分子上。在初始過程中形成的銅，繼續進行氧化加成並形成分子鍵，同時連線另一個滷代芳烴分子。

步驟3

前幾步中產生的兩個芳基鹵化物分子以降低的速率發生消除，這導致兩個芳基化合物之間形成碳-碳鍵。最後一步中，兩個單獨的銅化合物相互反應形成碳-碳鍵。

銅在Ullmann反應中的作用

銅作為反應的主要元素。它形成幾個其他分子。一個氫原子從芳香族化合物中被驅除併產生芳基。芳基由芳香族化合物的苯基組成。金屬催化的偶聯代表苯-鹵素衍生物。

碳基框架導致更大的數量，並且聯芳基是由這些衍生物產生的。一些因素對於有機基電晶體的開發至關重要，這增強了電子傳導和機械穩定性。該反應具有實現分子能力的巨大潛力。銅在Ullmann反應中也以其他方式使用。

圖2：Ullmann反應

• 銅金屬啟動一條途徑來推進Ullmann反應。

• 該金屬負責建立幾個新分子。這成為經典形式的Ullmann反應的一部分的交叉偶聯反應。

• 銅透過參與化學反應而不改變其形式但發生一些物理變化來發揮其催化作用。

• 在傳統的Ullmann機理中，交叉偶聯首先發生。之後是銅的氧化。銅中間體分子被生成。鹵化銅作為替代副產物形成。

• 銅在其整個反應過程中起主導作用。它對於氧化和最終產生兩個芳基鹵化物分子至關重要。

Ullmann反應——應用

Ullmann偶聯反應用於創造不同的產品，特別是副產品。Ullmann反應在各個領域都有應用。這些列在下面。

• 2,2-二碘聯苯用於使用Ullmann反應機理生產聯苯。

• 如果一種反應物作為過量存在，則反應可以以非對稱模式發生。

• 透過Ullmann偶聯反應偶聯手性物質呈現出手性結果。

• 可以使用Ullmann反應程式完成五元環。

Ullmann反應的重要性

Ullmann反應在有機化學中很重要。Ullmann偶聯機理具有很大的潛力，在合成有機化合物中起著重要作用。該反應用於開發藥物。使用銅作為催化劑的Ullmann工藝在合成工具的支援下以及利用新型配體的幫助下得到了顯著發展。

包括配體、金屬、可再生非均相催化劑、混合條件和微波輔助合成在內的綠色合成方法有望對該領域產生直接影響。這些是一些快速而引人入勝的Ullmann反應發展。

結論

Ullmann偶聯或Ullmann反應是一種有機命名反應。它是兩個芳基鹵化物的偶聯反應。Ullmann偶聯在銅的存在下發生。聯芳基作為該過程的最終產物產生。

Fritz Ullmann是主要促成該反應發現的化學家，該反應以他的名字命名為Ullmann反應。反應機理透過三個步驟完成。碳-碳鍵作為該反應的結果產生。

常見問題

Q1. Ullmann反應中需要銅的原因是什麼？

A1. 銅在Ullmann反應中起催化作用。它為反應提供了一種替代途徑。在銅的存在下，反應的活化能降低。由於反應速率增加，很容易達到平衡點。

Q2. Ullmann反應的試劑有哪些？

A2. Ullmann聯芳基合成或Ullmann反應提供一種有機型別的反應。它使兩個芳基鹵化物分子的一部分在熱條件下藉助銅來產生聯芳基。

Q3. 什麼是二甲基甲醯胺？

A3. 二甲基甲醯胺或DMF是一種非水且極性很高的溶劑。它用於Ullmann工藝。