鈀碳或鉑碳廣泛應用於不飽和鍵(雙鍵或炔鍵)或硝基類化合物的還原,相對於金屬還原劑(鋅粉或鐵粉),其後處理更為簡單。當底物中含有I,Br,Cl的時候,這個時候還原底物中的官能團的時候,如果使用鈀碳或鉑碳方法,有脫鹵素的風險,這個時候我們往往會求助於鋅粉或鐵粉,PtO2,或Wilkinson等還原或催化還原體係。鈀碳氫化還原體係脫鹵素的原因很有可能是鈀催化劑與鹵代芳烴進行氧化加成反應,接著再進行還原,得到脫鹵的副產物。那麽遇到類似的情況,除了更換還原體係,在仍然使用鈀碳或鉑碳的情況下,有沒有機會通過簡單的反應條件的調整,得到目標產物,而不發生脫鹵素呢?畢竟,鈀碳相較於其它還原體係,還是有眾多優勢的。答案是肯定的,接下來我們會重點分享一個方法。
George Wu等人2003年在Synthesis(11, 1657)發文,較係統研究了鈀碳催化氫化還原脫鹵素這一現象。通過在鈀碳或鉑碳催化氫化還原體係中加入【ZnCl2,或ZnBr2或ZnI2】的方法,成功實現抑製脫鹵素的情況。作者表示,盡管反應機理不是很清楚,但是大概率是在加入鹵化鋅後,可以實現抑製或減慢氧化加成這一步驟,從而達到抑製脫鹵素的目的。這一現象在均相催化中已經非常普遍,比如加入過量的三苯基膦配體或鹵化物可以減慢氧化加成步。接下來,我們看幾組加鹵化鋅與不加鹵化鋅的反應對比,既可以清晰地看到效果。從下圖可以看出,相同的底物,相同的反應條件,添加與不添加鹵化鋅差別非常之大,添加合適的鹵化鋅,基本上觀察不到脫鹵素的情況。
2010年,GlaxoSmithKline在著名期刊Organic Process Research & Development (2010, 14, 820–831)發文報道了GSK269984B 的工藝研究,其中有一步鈀碳催化氫化,將苄醇還原為亞甲基,添加溴化鋅與不添加,結果差別非常大,不加溴化鋅出現了相當量的脫氯反應。結果對比如下如所示。