赫克反應（Heck反應）也稱溝呂木－赫克反應（Mizoroki－Heck反應），是不飽和鹵代烴（或三氟甲磺酸酯）與烯烴在強鹼和鈀催化下生成取代烯烴的偶聯反應。[1][2] 它得名於美國化學家理察·赫克和日本人溝呂木勉，赫克憑藉此貢獻得到了2010年諾貝爾化學獎。
原料鹵代烴[3] 或三氟甲磺酸酯中的R基可以是芳基、苯甲基或乙烯基。烯烴的雙鍵碳必須連有氫，且烯烴通常為缺電子烯烴，如丙烯酸酯或丙烯腈。鈀催化劑可以是四(三苯基膦)鈀、氯化鈀(II)或乙酸鈀(II)。鹼可以是三乙胺、碳酸鉀或乙酸鈉。
歷史
在 Fujiwara （1967，藤原祐三）[7] 和 Heck（1969年）[8] 此前對芳烴與烯烴以及芳基鹵化汞（ArHgCl）與烯烴在定量鈀(II)催化反應的研究的基礎上，1971年，日本化學家溝呂木報道了乙酸鉀作鹼和氯化鈀催化下，碘苯與苯乙烯在甲醇中、120°C和加壓的條件下偶聯為二苯乙烯的反應。
1972年，Heck獨立報道了碘代苯與苯乙烯的偶聯反應，Heck小組採取無溶劑條件，並改用乙酸鈀催化和有位阻的三正丁胺作鹼。
（上述兩個反應中的活性催化物種鈀(0)都是由鈀與烯烴配位而產生。）
1974年，Heck 向反應引入膦配位基。[9]
反應機理
Heck 反應的催化循環是圍繞催化的鈀中心而展開，如下圖所示。循環中所需的活性鈀(0)一般是由鈀(II)前體在反應中原位產生，[10] 例如，乙酸鈀可被三苯基膦還原為雙(三苯基膦)合鈀(0) (1)，進入催化循環，同時三苯基膦則被氧化為三苯基氧膦。
循環中，首先是電子不飽和的含鈀物種 (1)與鹵代烴氧化加成，鈀插入到鹵-碳鍵中。然後，鈀原子與烯烴作用產生π錯合物 (3)，配位的烯烴再順式插入到鈀-碳鍵中，得 (4)。 (4) 經旋轉（未畫出）異構化為扭張力較小的反式異構物後，發生β-氫脫去反應，獲得另一個鈀與烯烴配位的中間體 (5)。(5) 經解配，即得反應產物烯烴，同時還產生鈀(II)物種 (6)，而 (6) 在碳酸鉀作用下發生還原消除，又轉化為 (1)，從而獲得再生。可見，反應中用到的碳酸鉀是計量的，但鈀卻是催化性的。
此類催化機理不僅限於乙烯基化合物，其他鈀催化偶聯反應中也可以見到大同小異的循環，例如Sonogashira偶聯反應（一個底物為炔）、Suzuki偶聯反應（烯烴被芳基硼酸替代）和Stille反應（烯烴被芳基錫烷替代）等。循環也可應用於其他10族元素，如Negishi偶聯反應便是有機鋅與芳鹵在鈀或鎳催化下的偶聯，也是採取類似的機理。不過，鉑卻不遵循這一催化循環，因鉑-碳鍵能較高。
立體選擇性
Heck 反應具立體選擇性，多產生反式產物，主要原因是體積較大的有機基團與鹵鈀基，在旋轉一步時儘量互相遠離。
此反應工業上用於藥物萘普生（下圖，通過溴萘甲醚與乙烯反應）和防曬霜組分對甲氧基肉桂酸異辛酯的製取。[11]
變體
離子液體存在下，Heck 反應可在無膦配位基的條件下進行。例如，將乙酸鈀和離子液體 (bmim)PF6 負載在反相矽膠的內腔，[12] 可使反應在水中進行，催化劑亦可循環使用。
順式加成產生的中間體中，鈀上的取代基被羥基取代，最後產生具四氫呋喃環系的產物。[13]
如：以三乙胺為鹼，四(三苯基膦)鈀催化，連有強吸電子基的肟可與末端雙烯發生分子內偶聯，形成具新 C-N 鍵的吡啶衍生物。[14]
參見
參考資料
延伸閱讀
外部連結
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