乐游攻略网

　　金属催化的偶联反应是有机合成中常见的形成碳碳键的反应梦幻手游宝宝加成攻略，在有机合成中有着至关重要的作用。下面对之前发过的文章进行整理，方便学习。点击反应的题目，可以查看详细内容。

　　一、，

　　Buchwald–Hartwig芳胺化反应是非常常用的由芳基卤代物或芳基磺酸酯制备芳胺的反应。此反应的主要特点是利用催化量的钯和富电子配体进行催化反应。另外强碱（如叔丁醇钠）对于催化循环是至关重要的。

　　二、Cadiot-Chodkiewicz偶联反应

　　一价铜作为催化剂，端基炔和炔基卤化物反应生成非对称性二炔的反应

　　三、羰基化偶联反应 Carbonylative Cross Coupling

　　利用一氧化碳能插入碳-金属键这一特性，在偶联反应中同时引入羰基，生成酯，酰胺，酮，醇等产物。在有机合成中是一个非常有效率的反应。常用于钯催化偶联反应。

　　我们知道一氧化碳很容易插入碳-金属键之间。用钯催化剂，有基卤化物，一氧化碳，醇一起反应会生成酯。用胺代替其中的醇会得到酰胺，用氢源替代醇会得到醛，换成有机金属试剂就会得到酮。

　　四、Castro–Stephens偶联反应(Castro-Stephens Coupling)

　　炔化亚铜与芳卤发生交叉偶联，生成二取代炔及卤化亚铜。 这个反应由 C. E. Castro 和 R. D. Stephens 在 1963 年发现。现在被大家所熟知的是其改良法Sonogashira偶联.

　　五、，

　　含有NH/OH/SH基团的底物在弱碱条件下，在空气中通过醋酸铜催化，与有机硼酸化合物氧化交叉偶联进行芳基，烯基和烷基化的反应。

　　六、交叉脱氢偶联反应(Cross Dehydrogenative Coupling (CDC))

　　在两个底物的C-H被活化的情况下，利用氢acceptor(氧化剂)的作用，进行的交叉型C-C偶联反应。如果氧化剂是分子状的氧气的话，理论上生成的副产物就是水而已，这样这样的反应就是非常优秀的绿色化学。因此，一旦实现的话这个反应也被认为是终极的，最理想的反应形式。

　　七、Eglinton偶联

　　端基炔在化学计量（或过量）的Cu(OAc)2的催化下进行氧化偶联的反应。此反应是Glaser偶联反应的一个变体。

　　八、Eschenmoser偶联(Eschenmoser Coupling)

　　硫代酰胺通过烷基化生成vinylogous amides或者聚氨酯的手法。

　　九、，

　　有机锌化合物和硫代酸酯在钯催化剂下偶联得到酮。由于有机锌试剂反应活性较低，所以此反应有很好的官能团耐受度。

　　十、Goldberg偶联反应

　　铜或铜盐催化下进行芳酰胺化的反应。此反应最早由德国女化学家、Fritz Ullmann 的妻子 Irma Goldberg 发现。但此反应有一些缺点：（1）反应温度一般是140℃，甚至更高；（2）部分的反应需要一个摩尔或更多的铜参与反应；（3）一般需要在高极性而且毒性较大的溶剂中进行。近年来，利用合适的配体，把铜的使用量缩减到梦幻手游宝宝加成攻略了催化量。该反应不需要使用昂贵的Pd金属，在经济性上是十分有优势的。

　　十一、格拉泽偶联反应(Glaser Reaction)

　　格拉泽偶联反应（Glaser coupling），以研究者卡尔·格拉泽的名字命名。两分子末炔在碱和铜盐作用下，偶联为双炔。此反应是最古老的炔偶联反应。一价铜盐为反应所必需，常见的是氯化亚铜、溴化亚铜和乙酸亚铜。氨是经典的所用碱，用于夺取炔的酸性CH质子。溶剂可以是水或乙醇。反应经双核的、含桥连的炔配体的铜络合物中间体。氧气用于铜催化剂的重新氧化。

　　十二、Heck 反应，Heck反应

　　钯催化下对烯烃进行烯基或芳基化的反应。另外不含β氢的卤代烃（主要是卤化苄）也可发生Heck反应，进行烷基化。

　　十三、芳香杂环Heck反应

　　芳香杂环作为受体的发生在分子内或分子间的Heck反应。

　　十四、重氮盐参与的Heck 反应

　　芳基重氮盐可以发生的反应最常见的就是Sandmeyer反应可以制备卤代芳烃，芳基酚或芳基腈，另外就是Balz-Schiemann反应制备芳基氟化物，偶氮偶合反应制备偶氮二芳基类化合物。1995年Beller等人报道了利用重氮盐作为底物进行Heck反应制备芳基烯基化物，这是一种很实用的制备芳基烯烃的反应，此类反应不需要膦催化剂和胺，条件温和。

　　十五、，

　　钯催化下有机硅试剂和有机卤代物或三氟甲磺酸酯进行交叉偶联的反应。反应中常常加入一种氟化物（TASF、TBAF）或碱（如氢氧化钠、碳酸钠）的活化试剂，否则反应会很难进行。催化循环和Kumada偶联类似。

　　硅上的取代基通常必须是杂原子或者苯基。如果是三烷基甲硅烷，则难以形成硅酸盐中间体，所以偶联反应较难进行。硅具有低毒性的优点，是一个很有潜力的反应。

　　十六、

　　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。

　　卤化芳烃?芳基三氟甲磺酸?芳基磺酸盐与Grignard试剂在铁催化剂的作用下进行的偶联反应。氯化芳烃是该反应最好的底物。而溴化芳烃与碘化芳烃在该条件下优先发生脱卤素化反应。

　　十八、，

　　Kumada偶联反应是1972年首先发现的Pd 或 Ni催化的偶联反应，此反应是格氏试剂和烷基，烯基或芳基卤代物偶联的很经济的反应，缺点是并不是所有的卤代物都能与有机镁化合物进行反应。Kumada偶联在工业上的一个重要应用是合成苯乙烯类衍生物，是低成本合成不对称的联芳基化合物的反应。

　　本反应与Negishi Coupling不同，可以直接和格氏试剂反应，而不需要先转化为有机锌试剂。

　　Kumada（交叉）偶联反应（熊田偶联；Kumadacoupling），又称Kumada-Corriu（交叉）偶联反应，熊田-玉尾-Corriu偶联反应(Kumada-Tamao-Corriu Cross Coupling)。是指烷基或芳基格氏试剂与芳卤或乙烯基卤，芳基三氟甲磺酸酯等等在镍或钯催化下的交叉偶联反应。

　　十九、McMurry偶联反应

　　低价钛[如TiCl3/LiAlH4生成的Ti(0)]催化羰基制备烯烃的反应。此反应是单电子转移历程。

　　二十、

　　在镍或钯催化下有机锌试剂和各种卤代物或磺酸酯（芳基，烯基，炔基和酰基）进行交叉偶联的反应。

　　反应活性一般比较好、对烷基(sp3) 锌化合物也能使用，官能团兼容性好。

　　另外使用有机铝或有机锆的偶联反应也被称为根岸偶联反应。

　　二十一、，

　　Cr-??Ni双金属催化下烯基，炔丙基，炔基卤代物先氧化加成得到有机三价铬试剂，然后对醛进行亲核加成得到醇的反应。

　　二十二、Sanford反应

　　在钯催化下通过导向基团（如吡啶和嘧啶）进行C-H位乙酰氧基化得反应

　　二十三、Sonogashira反应

　　Pd/Cu催化的芳卤或烯基卤代物和端基炔进行偶联的反应。反应机理和Cadiot–Chodkiewicz偶联与Castro-??Stephens反应类似。Castro-??Stephens反应是用化学当量的铜催化，而Sonogashira反应则用催化量的钯和铜催化。

　　二十四、，

　　Stille偶联反应是指有机锡试剂和卤代物或类卤代物在钯催化下进行CC键偶联的反应。此反应对卤代物的R基团限制较少。反应的条件比较多，另外正如下方介绍的卤代物和有机锡试剂种类很多，互相进行偶联，因此此反应可以合成的产物也很多。本反应的缺点就是，有机锡试剂毒性较大，而且其极性较小，在水中的溶解度很低。虽然有机锡试剂很稳定，但是由于与Stille偶联几乎相同的Suzuki 反应的发现，Suzuki 反应使用有机硼酸及其衍生物，使用方便并且没有有机锡试剂的那些缺点，因此此反应的重要性迅速降低。

　　二十五、sp3碳的偶联反应机理解析研究

　　近年，过渡金属催化的sp3碳的偶联反应已经成为化学界追逐的热点课题，同时也得到了飞速的发展[1, 2]。例如，宾夕法尼亚大学的Molander等人，在2014年利用Ni/photoredox催化剂实现了卤代芳烃与烷基三氟化硼盐的手性偶联反应(图1) [3]。在这个反应中，Ir photoredox与烷基三氟化硼盐首先反映生成烷基自由基中间体，推动了整个反应的进行。但是，当时关于这个反应的详细机理还并不是特别明朗。最近，同是宾大的Kozlowski与原作者Molander合作，利用量子化学计算的方法，对该反应的机理进行了一系列的解析研究，以下这篇论文被近期发表在JACS上，接下来就让我们具体看一下这篇论文的经纬。

　　二十六、Suzuki–Miyaura反应

　　Suzuki反应（铃木反应），也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应（铃木－宫浦反应），是一个较新的有机偶联反应，零价钯配合物催化下，芳基或烯基硼酸或硼酸酯与氯、溴、碘代芳烃或烯烃发生交叉偶联。该反应由铃木章在1979年首先报道，在有机合成中的用途很广，具强的底物适应性及官能团容忍性，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。铃木章也凭借此贡献与理查德·赫克、根岸英一共同获得2010年诺贝尔化学奖。

　　二十七、镍催化Suzuki偶联反应

　　Syun Satio等研究发现,在零价镍催化下氯代芳烃和芳基硼酸在80℃可高产率地发生偶联反应，零价镍自NiCl2(dppf) （10 mol%）和n-BuLi(40mol%)“一锅”反应来制备，而氯代芳烃可带有各种吸电子或给电子基因. 此方法中镍催化剂成本低，同时选用廉价的氯代芳烃作为反应物，因而有很高的工业应用价值；也有人研究使用NiCl2(PPh3)2来催化烷基取代硼酸盐和溴代物的偶取反应，在室温下以80%的高产率合成了生物活性化合物。

　　二十八、，，

　　钯催化下利用烯丙基化合物（如乙酸烯丙酯和烯丙基溴）对亲核试剂（如活性亚甲基化合物，烯醇化合物，胺和酚）进行烯丙基化的反应。

　　二十九、，

　　碘代芳烃在Cu ， Ni 或Pd催化下进行自身偶联得到二芳基化合物的反应。

　　三十、，，

　　余金权及其课题组1,7发现一些位置选择性或立体选择性的C-H活化反应，此类反应的特点是利用钯催化并加入氧化剂，通常底物含有导向基团，另外加入一些优化的配体会增强选择性和加快反应速率。

　　经典的 sp2杂化C?H 活化：

　　经典的 sp2杂化C?H 活化：

　　三十一、重氮偶联反应(diazocoupling)

　　重氮盐与富电子芳香环(苯胺，苯酚等)反应，得到偶氮化合物的反应，通常取代发生在对位。

　　三十二、脱羧偶联反应

　　脱羧偶联反应是指利用金属催化剂实现羧酸类化合物脱羧并在原来的羧酸位点生成新的碳-碳键的化学反应。广义上来说，也可以将金属催化羧酸脱羧并生成碳杂原子化学键（碳-氧，碳-硫，碳-氮键等）的反应归类为脱羧偶联反应。[1, 2, 3]传统有机化学中的脱羧反应主要利用了氧化羧酸生成自由基的过程。芳基和烯基（Csp2-COOH） 羧酸的脱羧偶联反应主要利用金属催化实现氧化还原中性条件下的脱羧，并且生成金属有机中间体，从而实现与亲电试剂或者在氧化性条件下与亲核试剂的偶联成键。虽然一些活化的烷基羧酸可以在金属催化剂催化下通过生成金属有机中间体的历程进行非自由基脱羧偶联。但是，针对金属催化剂催化烷基羧酸（Csp3-COOH）的脱羧困难问题，一些烷基羧酸的脱羧偶联反应仍然需要通过自由基反应机理进行。值得指出的是，最近，MacMillan等人成功将光氧化还原催化剂与镍催化剂结合，通过结合光催化与金属有机催化的混合手段，实现了氨基酸和非活化烷基羧酸的脱羧偶联。

　　三十三、芳香卤代烃在金属催化作用下的腈化反应

　　芳腈化合物在有机合成中占据非常重要的地位，尤其是在染料，除草剂，农用化学品，药物及自然产品中应用非常广泛。传统方法合成芳腈化合物主要通过苯胺的重氮化接着Sandmeyer反应制得，对不是复杂的苯腈可由甲苯类化合物在NH3作用下直接氧化制备。但这些方法有较大局限性：反应条件较剧烈，底物要比较简单取代基较少，毒性很大。以下介绍的是实验室常用方法。

　　三十四、常见钯催化剂的制备

　　在有机合成中常见的钯催化偶联反应有：Suzuki-Miyaura偶联, Stille偶联, Negishi偶联, Kumada偶联, Hiyama偶联, Sonogashira偶联, Heck反应, Buchwald-Hartwig反应等等。因此常见的钯催化剂应用非常广泛，虽然这些催化剂都已商业化，但对于大规模生产的反应，可以自己制备降低成本。