铃木反应

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

铃木反应（日语：鈴木反応，英语：Suzuki reaction），也称作铃木偶联反应（日语：鈴木カップリング、英语：Suzuki coupling）、铃木－宫浦反应（日语：鈴木・宮浦反応，英语：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]

Quick Facts 铃木反应, 标识 ...

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该反应由铃木章（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]。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^[6]。

2018年，铃木反应被成功地转移到异相体系中进行。^[7]

概述

铃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、碘𬭩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（见宫浦硼酸化反应，宫浦反应）。这些化合物对空气和水蒸气比较稳定，容易储存。铃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]

铃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。与铃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（一种有机膦配体）参与反应，其催化剂的用量声称可以降低至0.001 mol%。^[19]

参见

参考文献

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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

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

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