铃木交叉偶联（Suzuki Cross-Coupling）反应
2021-01-06 · 人名反应 · 百灵威授权转载
钯催化有机卤化物和有机硼化合物之间的交叉偶联反应获得了2010年诺贝尔化学奖。该反应包含四步过程，可形成碳—碳σ键。
(i) 有机卤化物通过氧化加成到Pd(0)催化剂上，生成卤化物-Pd(II)-烷基络合物；
(ii) 用碱的阴离子取代络合物上的卤化物（复分解反应）；
(iii) 有机硼化合物和碱形成四配位硼酸根阴离子，增加了其烷基的亲核性，可与碱连接的阴离子交换，形成具有两个烷基的Pd(II)络合物（转移金属反应）；
(iv) 烷基之间通过还原消除反应形成单键，使Pd(0)催化剂再生。
- 试剂: 催化剂钯、碱（NaOH, Ba(OH)2, Na2CO3, K3PO4等）
- 反应物: 有机亲电试剂（有机卤化物、三氟甲烷磺酸盐等）、有机硼（烷基-、烯丙基-、烯基-、炔基-、芳基硼烷、硼酸或硼酸酯）
- 产物: 偶联产物
- 反应类型: 交叉偶联反应
- 化学键形成: 碳—碳键
实验提示:
- 镍[1]或纳米催化剂[2]也可用于该反应。此外，以四丁基溴化铵（TBAB）为添加剂，在水中进行无过渡金属的联芳基偶联反应。[3]
- 有机亲电试剂的R基团可以是烯基、芳基或烷基。 可能的亲电基团包括Cl、Br、I、OTf和OPO(OR)2（磷酸烯醇酯）。
- 芳基氯化物通常反应迟钝[4]，但已开发出改进方案。[5,6]
- 有机三氟硼酸盐是硼酸、硼酸酯和有机硼烷的替代物。[7]
- 该偶联反应具有高度立体和区域选择性。[4]
- 由于溶剂溶解有氧气，可能会形成自偶联副产物。[4]
- 许多有机化合物对碱敏感；选择合适的碱和溶剂体系可减少副反应并提高产率。[8]
- 具有空间位阻的底物是可以接受的。[8]
- 也可以通过β-烷基Suzuki-Miyaura交叉偶联反应，将易于发生竞争性副反应的带有β氢、sp3—杂化烷基硼烷进行偶联。[8]
2. Fihri, A. et al, Nanocatalysts for Suzuki cross-coupling reactions. J. Chem. Soc. Rev. 2011, 40(10), 5181-5203.
3. Leadbeater, N. E., Marco, M. Transition-metal-free Suzuki-type coupling reactions. Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42(12).
4. Kürti, L., Czakó, B. (2005). Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis; Background and Detailed Mechanisms. Burlington, MA: Elsevier Academic Press.
5. Littke, A. F., Fu, G. C. A convenient and general method for Pd-catalyzed Suzuki cross-couplings of aryl chlorides and arylboronic acids. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1999, 37, 3387-3388.
6. Wolfe, J. P., Singer, R. A., Yang, B. H., Buchwald, S. L. Highly active palladium catalysts for Suzuki coupling reactions. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9550-9561.
7. Molander, G. A., Ellis, N. Organotrifluoroborates: Protected boronic acids that expand the versatility of the Suzuki coupling reaction. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 4, 275-286.
8. Suzuki, Akira. Cross-coupling reactions of organoboranes: an easy way to construct C-C bonds (Nobel Lecture). Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 6722-6737.
反应机理
原始文献
热门引用
产品列表
芳烃
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| 4-Bromochlorobenzene, 99.5% 4-溴氯苯 | 106-39-8 | 251596 |
有机硼
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Phenylboronic acid, 99% 苯硼酸 | 98-80-6 | 390913 |
催化剂
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Bis(tri-tert-butylphosphine)palladium, 98% 二(三叔丁基膦)钯 | 53199-31-8 | 181420 |
| 1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocene palladium dichloride, 98% (1,1'-双(二苯基膦)二茂铁)二氯化钯 | 72287-26-4 | 130100 |
| (1,1'-Bis(diphenylphosphino)ferrocene)dichloronickel(II), 98% (1,1'-双(二苯基膦)二茂铁)二氯化镍 | 67292-34-6 | 457030 |
| Dichlorobis(triphenylphosphine)palladium(II), 98% 双(三苯基膦)二氯化钯 | 13965-03-2 | 242195 |
| Palladium(II) acetate, 47.5% Pd 醋酸钯 | 3375-31-3 | 234582 |
| Tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0), 99% 四(三苯基膦)钯 | 14221-01-3 | 182482 |
| Tetrabutylammonium bromide, 99% 四丁基溴化铵 | 1643-19-2 | 238357 |
配体
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| 1,2-Bis(diphenylphosphino)ethane, 98% 1,2-双(二苯基膦)乙烷 | 1663-45-2 | 190390 |
| 1,3-Bis(diphenylphosphino)propane, 98% 1,3-双(二苯基膦)丙烷 | 6737-42-4 | 161283 |
| 2-(Dicyclohexylphosphino)-2',4',6'-tri-i-propyl-1,1'-biphenyl, min. 98% XPhos 2-(二环己基磷)-2',4',6'-三-异丙基-1,1'-联苯 | 564483-18-7 | 15-1149 |
| 2-Dicyclohexylphosphino-2',6'-dimethoxy-1,1'-biphenyl, min. 98% SPhos 2-二环己基膦-2',6'-二甲氧基-1,1'-联苯 | 657408-07-6 | 15-1143 |
| Triphenylarsine, min. 97% 三苯基胂 | 603-32-7 | 33-4000 |
| Tricyclohexylphosphine, 97% 三环己基膦 | 2622-14-2 | 128983 |
碱
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Cesium carbonate, 99% 碳酸铯 | 534-17-8 | 129355 |
| Lithium carbonate, 99%, ACS reagent 碳酸锂 | 554-13-2 | 937805 |
| Potassium carbonate, 99% 碳酸钾 | 584-08-7 | 212583 |
| Sodium hydroxide, 96%, for analysis, granular 氢氧化钠 | 1310-73-2 | 970488 |
| Sodium carbonate, 99.5%, ACS reagent, anhydrous 碳酸钠 | 497-19-8 | 928692 |
氟化试剂
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| Cesium fluoride, 99% 氟化铯 | 13400-13-0 | 129173 |
| Potassium fluoride, 98.5%, anhydrous 氟化钾 | 7789-23-3 | 277488 |
| Tetrabutylammonium fluoride, 75 wt.% solution in H2O 四丁基氟化铵 | 429-41-4 | 915029 |
溶剂
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| 1,4-Dioxane, 99.5%, SuperDry, with molecular sieves, stabilized with BHT, J&Kseal, Peroxides:≤0.03% 1,4-二氧六环 | 123-91-1 | 972869 |
仪器耗材
| 品名 | CAS | 货号 |
|---|---|---|
| 5 mm NMR Economy Sample Tube w/ Cap, 7" L 100 Pk, High-Throughput 5毫米高通量经济型核磁管 | 7英寸，100支/盒 | WG-1000-7 |
| 4 mm Thin Wall Quartz EPR Sample Tube 250 mm L 4毫米天然石英薄壁顺磁管 | 长度250mm | 707-SQ-250M |
| C18-H HPLC column, 250*4.6 mm 5 μm, 120 Å, PH 1.5-10.5 C18-H 液相色谱柱 | 柱长250×内径4.6 mm 填料直径5 μm, 孔径 120 Å, PH 1.5-10.5 | 1122769 |
| Spotting capillary tube, I.D.:0.3mm, Length:100mm, 1000pcs/pack 玻璃点样毛细管 | 内径: 0.3mm, 管长: 100mm, 1000支/盒 | 2734477 |
