PROFILPELAJAR.COM

铃木反应
命名根据	铃木章
反应类型	偶联反应
标识
有机化学网站对应网页	铃木偶联
RSC序号	RXNO:0000140

鈴木反应（日语：鈴木反応，英語：Suzuki reaction），也称作鈴木偶联反应（日语：鈴木カップリング、英語：Suzuki coupling）、鈴木－宮浦反应（日语：鈴木・宮浦反応，英語：Suzuki-Miyaura reaction），是一个有机偶联反应，是在钯配合物催化下，芳基或烯基的硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。^[1]^[2]

该反应由鈴木章（日语：鈴木章／すずきあきら^{Suzuki Akira}）在1979年首先报道，在有机合成中的用途很广，具有很强的底物适应性及官能团耐受性，常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物，从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中^[3]^[4]^[5]。鈴木章也憑藉此貢獻與理查德·赫克、根岸英一共同獲得2010年诺贝尔化学奖^[6]。

2018年，鈴木反应被成功地转移到异相体系中进行。^[7]

概述

鈴木反应对官能团的耐受性非常好，反应物可以带着-CHO、-COCH₃、-COOC₂H₅、-OCH₃、-CN、-NO₂、-F等官能团进行反应而不受影响。反应有选择性，不同卤素、以及不同位置的相同卤素进行反应的活性可能有差别，三氟甲磺酸酯、重氮盐、碘鎓盐或芳基锍盐和芳基硼酸也可以进行反应，活性顺序如下：

R₂-I > R₂-OTf > R₂-Br >> R₂-Cl

另一个广泛应用的底物是芳基硼酸，由芳基锂或格氏试剂与烷基硼酸酯反应制备（见宮浦硼酸化反应，宮浦反应）。这些化合物对空气和水蒸气比较稳定，容易储存。鈴木反应靠一个四配位的钯催化剂催化，广泛使用的催化剂为Pd(PPh₃)₄(0)与PdCl₂(dppf)，其他的配体还有：AsPh₃、n-Bu₃P、(MeO)₃P，以及双齿配体Ph₂P(CH₂)₂PPh₂(dppe)、Ph₂P(CH₂)₃PPh₂(dppp)等。（以上的所有Pd配体都是厌氧的，因此反应必须在氮气，氩气等惰性气体下反应）。^[8]

鈴木反应中的碱也有很多选择，最常用的是碳酸钠、碳酸铯、醋酸钾、磷酸钾等。碱金属碳酸盐中，活性顺序为：

Cs₂CO₃ > K₂CO₃ > Na₂CO₃ > Li₂CO₃

而且，加入氟离子（F⁻）会与芳基硼酸形成氟硼酸盐负离子，可以促进硼酸盐中间体与钯中心的反应。因此，氟化四丁基铵、氟化铯、氟化钾等化合物都会使反应速率加快，甚至可以代替反应中使用的碱。

机理

反应机理见下图。首先卤代烃2与零价钯进行氧化加成，与碱作用生成强亲电性的有机钯中间体4^[9]。同时芳基硼酸与碱作用生成酸根型配合物四价硼酸盐中间体6，具亲核性，与4作用生成8。最后8经还原消除，得到目标产物9以及催化剂1。

氧化加成一步，用乙烯基卤反应时生成构型保持的产物，但用烯丙基和苄基卤反应则生成构型翻转的产物^[10]。这一步首先生成的是顺式的钯配合物，而后立即转变为反式的异构体。^[11]

还原消除得到的是构型保持的产物^[12]。

讨论

对于一些SP³杂化的烷基硼或者硼酸化合物，同样可以发生反应称为硼-烷基铃木－宫浦交叉耦联反应。与鈴木偶联相比它有若干缺点:1.反应进程慢；2.自身耦联副产物较多；3.和磷配体耦联的副产物多；4.可能会造成手性消旋或者羟醛缩和反应。^[13]^[14]^[15]^[16]^[17]

展望

铃木－宫浦交叉耦联在有机合成当中的最新应用已经被Kotha和同事归纳。^[18]当SPhos（一種有机膦配体）参与反應，其催化剂的用量聲稱可以降低至0.001 mol%。^[19]

参见

参考文献

^ Miyaura, N. et al. Tetrahedron Lett. 1979, 3437.
^ Miyaura, N.; Suzuki, A. Chem. Commun. 1979, 866.
^ 反应综述参见：Suzuki, A. Pure Appl. Chem. 1991, 63, 419-422. (Review)
^ Miyaura, N.; Suzuki, A. Chem. Rev. 1995, 95, 2457-2483. doi:10.1021/cr00039a007
^ Suzuki, A. J. Organometallic Chem. 1999, 576, 147–168.
^ Akira Suzuki - Biographical. Nobelprize.org. 2010-10-06 [2011-02-23]. （原始内容存档于2011-05-12）.
^ Chen, Zupeng; Vorobyeva, Evgeniya; Mitchell, Sharon; Fako, Edvin; Ortuño, Manuel A.; López, Núria; Collins, Sean M.; Midgley, Paul A.; Richard, Sylvia; Vilé, Gianvito; Pérez-Ramírez, Javier. A heterogeneous single-atom palladium catalyst surpassing homogeneous systems for Suzuki coupling. Nature Nanotechnology. 2018-08, 13 (8): 702–707. doi:10.1038/s41565-018-0167-2.
^ 邢其毅等。《基础有机化学》第三版下册．北京：高等教育出版社，2005年．ISBN 978-7-04-017755-8．
^ Matos, Karl; Soderquist, John A. Alkylboranes in the Suzuki−Miyaura Coupling: Stereochemical and Mechanistic Studies. The Journal of Organic Chemistry. 1998-02, 63 (3): 461–470. doi:10.1021/jo971681s.
^ Stille, John K.; Lau, Kreisler S. Y. Mechanisms of oxidative addition of organic halides to Group 8 transition-metal complexes. Accounts of Chemical Research. 1977-12-01, 10 (12): 434–442. doi:10.1021/ar50120a002.
^ Casado, A. L.; Espinet, P. Organometallics 1998, 17, 954–959.
^ Ridgway, Brian H.; Woerpel, K. A. Transmetalation of Alkylboranes to Palladium in the Suzuki Coupling Reaction Proceeds with Retention of Stereochemistry. The Journal of Organic Chemistry. 1998-02, 63 (3): 458–460. doi:10.1021/jo970803d.
^ 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.
^ 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.
^ Netherton, M. R., Dai, C., Neuschuetz, K., Fu, G. C. Room-Temperature Alkyl-Alkyl Suzuki Cross-Coupling of Alkyl Bromides that Possess β Hydrogens. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10099-10100.
^ Kirchhoff, J. H., Dai, C., Fu, G. C. A method for palladium-catalyzed cross-couplings of simple alkyl chlorides: Suzuki reactions catalyzed by [Pd2(dba)3]/PCy3. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2002, 41, 1945-1947.
^ Molander, G. A., Bernardi, C. R. Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reactions of Potassium Alkenyltrifluoroborates. J. Org. Chem. 2002, 67, 8424-8429.
^ Recent applications of the Suzuki–Miyaura cross-coupling reaction in organic synthesis Sambasivarao Kotha, Kakali Lahiri and Dhurke Kashinath Tetrahedron 2002, 48, 9633-9695 doi:10.1016/S0040-4020(02)01188-2
^ Catalysts for Suzuki-Miyaura Coupling Processes: Scope and Studies of the Effect of Ligand Structure Timothy E. Barder, Shawn D. Walker, Joseph R. Martinelli, and Stephen L. Buchwald J. AM. CHEM. SOC. 2005, 127, 4685-4696 doi:10.1021/ja042491j

外部链接

鈴木偶联反应（页面存档备份，存于互联网档案馆）—organic-chemistry.org
鈴木反应新进展
铃木-宫浦偶联反应 Suzuki-Miyaura Cross Coupling （页面存档备份，存于互联网档案馆）

[1] Miyaura, N. et al. Tetrahedron Lett. 1979, 3437.

[2] Miyaura, N.; Suzuki, A. Chem. Commun. 1979, 866.

[3] 反应综述参见：Suzuki, A. Pure Appl. Chem. 1991, 63, 419-422. (Review)

[4] Miyaura, N.; Suzuki, A. Chem. Rev. 1995, 95, 2457-2483. doi:10.1021/cr00039a007

[5] Suzuki, A. J. Organometallic Chem. 1999, 576, 147–168.

[6] Akira Suzuki - Biographical. Nobelprize.org. 2010-10-06 [2011-02-23]. （原始内容存档于2011-05-12）.

[7] Chen, Zupeng; Vorobyeva, Evgeniya; Mitchell, Sharon; Fako, Edvin; Ortuño, Manuel A.; López, Núria; Collins, Sean M.; Midgley, Paul A.; Richard, Sylvia; Vilé, Gianvito; Pérez-Ramírez, Javier. A heterogeneous single-atom palladium catalyst surpassing homogeneous systems for Suzuki coupling. Nature Nanotechnology. 2018-08, 13 (8): 702–707. doi:10.1038/s41565-018-0167-2.

[8] 邢其毅等。《基础有机化学》第三版下册．北京：高等教育出版社，2005年．ISBN 978-7-04-017755-8．

[9] Matos, Karl; Soderquist, John A. Alkylboranes in the Suzuki−Miyaura Coupling: Stereochemical and Mechanistic Studies. The Journal of Organic Chemistry. 1998-02, 63 (3): 461–470. doi:10.1021/jo971681s.

[10] Stille, John K.; Lau, Kreisler S. Y. Mechanisms of oxidative addition of organic halides to Group 8 transition-metal complexes. Accounts of Chemical Research. 1977-12-01, 10 (12): 434–442. doi:10.1021/ar50120a002.

[11] Casado, A. L.; Espinet, P. Organometallics 1998, 17, 954–959.

[12] Ridgway, Brian H.; Woerpel, K. A. Transmetalation of Alkylboranes to Palladium in the Suzuki Coupling Reaction Proceeds with Retention of Stereochemistry. The Journal of Organic Chemistry. 1998-02, 63 (3): 458–460. doi:10.1021/jo970803d.

[13] 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.

[14] 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.

[15] Netherton, M. R., Dai, C., Neuschuetz, K., Fu, G. C. Room-Temperature Alkyl-Alkyl Suzuki Cross-Coupling of Alkyl Bromides that Possess β Hydrogens. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 10099-10100.

[16] Kirchhoff, J. H., Dai, C., Fu, G. C. A method for palladium-catalyzed cross-couplings of simple alkyl chlorides: Suzuki reactions catalyzed by [Pd2(dba)3]/PCy3. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2002, 41, 1945-1947.

[17] Molander, G. A., Bernardi, C. R. Suzuki-Miyaura Cross-Coupling Reactions of Potassium Alkenyltrifluoroborates. J. Org. Chem. 2002, 67, 8424-8429.

[18] Recent applications of the Suzuki–Miyaura cross-coupling reaction in organic synthesis Sambasivarao Kotha, Kakali Lahiri and Dhurke Kashinath Tetrahedron 2002, 48, 9633-9695 doi:10.1016/S0040-4020(02)01188-2

[19] Catalysts for Suzuki-Miyaura Coupling Processes: Scope and Studies of the Effect of Ligand Structure Timothy E. Barder, Shawn D. Walker, Joseph R. Martinelli, and Stephen L. Buchwald J. AM. CHEM. SOC. 2005, 127, 4685-4696 doi:10.1021/ja042491j

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

PROFILPELAJAR.COM

铃木反应

概述

机理

讨论

展望

参见

参考文献

外部链接

Read other articles:

Hasan Kleib

Oscar Underwood

خيسوس خيل مانزانو

Nyamplung

Foreign relations of Egypt

12th Independent Spirit Awards

Viorel Năstase

Dara Puspita

Rob Smedley

Greppen

Exposition Internationale des Arts et Techniques dans la Vie Moderne

Gene

Иоиль (пророк)

Франц (герцог Саксен-Кобург-Заальфельдский)

Orange Park, Florida

Новотитаровское сельское поселение

2020年夏季奧林匹克運動會波蘭代表團

The Hunger Games: Mockingjay – Part 2

Gianni Clerici

Għar Qawqla