Kagan-Molander偶联反应

上世纪70年代末，H. Kagan系统地的研究了二价镧系金属碘化物的还原特性，并在这一研究的基础上，发现在两倍当量的二碘化钐存在下溴代烷，碘代烷或TsO烷与醛酮反应可以生成相应的醇。最初的反应条件是以四氢呋喃为溶剂室温下反应24小时或回流几小时。Kagan也发现在反应中加入催化量的氯化铁可以明显地减少反应时间，而这一方法在后来被G.A. Molander进一步的研究发展。在1984年G.A.Molander第一次报道了在分子内发生的此反应，ω-碘代酯在二碘化钐和催化量的三价铁盐的存在下发生分子内的酰基取代反应，并进一步发生此反应生成复合多环脂烃。现在此类反应被统称为Kagan-Molander二碘化钐介导偶联。这个反应常用作分子内成环。酯和两分子的卤代烷烃反应生成叔醇。

此反应可以由下面两种方式进行：1）卤代烃先与两个当量的二碘化钐反应生成有机钐试剂，然后再加入酮（钐格氏反应）；2）在酮存在下，二碘化钐和卤代烃反应（钐Barbier反应）。最常用的制备二碘化钐的方法是研磨很细的钐金属在四氢呋喃中与二碘甲烷，二碘乙烷或碘反应。

反应机理

二碘化钐是单电子还原剂，它可以还原卤代烃和羰基化合物。此反应的速率与反应底物的特性和反应条件有关。在钐格氏进程中，先生成有机钐中间体。而在钐Barbier进程中，机理仍然不明。

反应特点：1）反应一般以四氢呋喃为溶剂，需要两倍当量的二碘化钐和一些金属催化剂；2）有些情况下，四氢吡喃，烷基腈和苯也可以作为溶剂；3）在标准反应条件下，烷基溴代和碘代物可以发生反应，氯代烷不发生反应；4）有些报道中在可见光光照下氯代物可以发生反应；5）反应底物的范围很广：伯卤代物，仲卤代物，烯丙基卤代物和苄基卤代物，碘代炔烃，α-杂取代卤代烷和α-卤代羰基化合物（samarium Reformatsky reaction）；6）芳基，乙烯基和叔卤代物不能发生反应，它们在被还原为自由基阶段后，不能被二碘化钐进一步还原，而是在四氢呋喃上得到一个氢原子；7）有报道芳基氯代物和酮可以在苯中反应（苯上不能拔氢）。

在多数情况下，在四氢呋喃中此反应相对较慢，通常要加入一些共溶剂或催化剂。最常用的共溶剂是HMPA，它可以极大的提高二碘化钐的还原能力（E°(Sm(II)/Sm(III) in THF) =-1.33V; E°(Sm(II)/Sm(III)/4 equiv HMPA in THF) = -2.05V）。有时也会加入DMPU。许多传统的金属盐都是此反应的有效催化剂：三价铁盐，一价和二价铜盐，二价镍盐，三氯化钒，氯化银，二溴化钴，四氯化锆和Cp2ZrCl2。

反应实例

【Tetrahedron 2002, 58, 6359-6365】

【Org. Lett. 2001, 3, 2257-2260】

【Tetrahedron Lett. 2003, 44, 5259-5261】

【Tetrahedron 1999, 55, 14369-1438】

【Synlett 1997, 219】

【Tetrahedron 1994, 50, 661】

【Org. Lett. 2000, 2, 1407】

编译自：StrategicApplications of Named Reactions in Organic Synthesis, László Kürti and BarbaraCzakó, Kagan-Molander samarium diiodide-mediated coupling, page 232-233.