铃木交叉偶联（Suzuki Cross-Coupling）反应-百灵威

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]

_{1. Ramgren, S. D., Hie, L., Ye, Y., Garg, N. K. Nickel-catalyzed Suzuki-Miyaura couplings in green solvents. Org. Lett. 2013, 15, 15, 3950-3953.
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

Miyaura, N.; Yamada, K.; Suzuki, A. A New Stereospecific Cross-Coupling by the Palladium-Catalyzed Reaction of 1-Alkenylboranes with 1-Alkenyl or 1-Alkynyl Halides Tetrahedron Letters 1979, 20 (36), 3437–3440.

产品列表

芳烃

品名	CAS	货号
4-Bromochlorobenzene, 99.5% 4-溴氯苯	106-39-8	251596

品名	CAS	货号
Phenylboronic acid, 99% 苯硼酸	98-80-6	390913

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

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

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

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

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

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

Pd催化剂