偶联反应一览表
一文汇总常见的芳基—（杂）芳基偶联反应
一文汇总常见的芳基—（杂）芳基偶联反应图片来源：https:///2017/05/31/aryl-aryl-coupling/芳基之间或芳基与杂芳基之间进行偶联的反应，是有机合成中非常常见的一种构建碳碳键的方法。
偶联机理分为以下几种：一、传统的交叉偶联机理（亲电试剂和亲核试剂作为底物）；二、双亲核试剂氧化偶联机理；三、双亲电试剂还原交叉偶联。
四、自由基机理。
下面对本号往期发布的此类反应进行汇总，方便大家学习，这些反应主要是传统的交叉偶联机理。
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一、Suzuki–Miyaura反应在碱存在下有机硼试剂和芳香或烯基卤代物（或芳香三氟甲磺酸酯）在零价钯催化下进行交叉偶联的反应。
反应中碱的作用主要是促进金属转移。
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，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、Buchwald-Hartwig反应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。
一般来说碘化物的活性高于溴化物，溴化物的活性高于氯化物。
氯化物相对于溴化物反应需要更高的温度。
后者有时在常温下即能反应，前者则需要高温。
与溴苯类似，苯基三氟甲磺酸酯和胺也可以反应生成苯胺。
采用和溴苯类似的反应条件，对于中性或富电子的三氟甲磺酸酯都有较好收率。
但对于缺电子的三氟甲磺酸酯收率却较低，原因是叔丁醇钠会水解掉部分三氟甲磺酸酯，用碳酸铯代替叔丁醇钠则可避免水解，也可得到高的收率。
偶联反应小结
+ PhMgX (1 equiv) + PhMgX (1 equiv)
THF, 25 oC
Ph
H
H Ph (32%) DME, -20 oC to rt Ph H H Ph
O O-
(1 equiv)
(90%)
Ph dbm Ph
Reaction condition: Fe(dbm)3 cat., 1-2 h
5 3 8 20 15
6 (1.2 equiv), TMEDA(1.2 equiv), 71 min. additive 30
19
3
Trace
10
Nakamura, E. et. al. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3686.
Synthesis of R-(+)-Muscopyridine and immuno suppressive agent FTY720
Catalyst Ni or Pd Pd/CuI
R Aryl, alkyl, vinyl Aryl, alkyl
Negishi (1977)
Ni or Pd
Zn
Aryl, allyl, benzyl, propargyl
Aryl, vinyl,benzyl, alkynyl Aryl, alkyl Aryl
dppp > dmpf > dppe > dmpe > dppc > cis - dpen Ph2P(CH2)nPPh2 Me2P(CH2)2PMe2 cis-Ph2PCH=CHPPh2 n = 2 dppe dmpe cis-dpen n = 3 dppp n = 4 dppb
Ph PR2 Fe PR2 R = Me dmpf R = Ph dppf H10B10 Ph Ph Ph dppc
偶联反应及举例
偶联反应[编辑]偶联反应，也写作偶合反应或耦联反应，是两个化学实体（或单位）结合生成一个分子的有机化学反应。
狭义的偶联反应是涉及有机金属催化剂的碳-碳键形成反应，根据类型的不同，又可分为交叉偶联和自身偶联反应。
在偶联反应中有一类重要的反应，RM（R = 有机片段, M = 主基团中心）与R'X的有机卤素化合物反应，形成具有新碳-碳键的产物R-R'。
[1]由于在偶联反应的突出贡献，根岸英一、铃木章与理查德·赫克共同被授予了2010年度诺贝尔化学奖。
[2]偶联反应大体可分为两种类型：•交叉偶联反应：两种不同的片段连接成一个分子，如：溴苯(PhBr)与氯乙烯形成苯乙烯(PhCH=CH2)。
•自身偶联反应：相同的两个片段形成一个分子，如：碘苯(PhI)自身形成联苯(Ph-Ph)。
反应机理[编辑]偶联反应的反应机理通常起始于有机卤代烃和催化剂的氧化加成。
第二步则是另一分子与其发生金属交换，即将两个待偶联的分子接于同一金属中心上。
最后一步是还原消除，即两个待偶联的分子结合在一起形成新分子并再生催化剂。
不饱和的有机基团通常易于发生偶联，这是由于它们在加合一步速度更快。
中间体通常不倾向发生β-氢消除反应。
[3]在一项计算化学研究中表明，不饱和有机基团更易于在金属中心上发生偶联反应。
[4]还原消除的速率高低如下：乙烯基－乙烯基> 苯基－苯基> 炔基－炔基> 烷基－烷基不对称的R-R′形式偶联反应，其活化能垒与反应能量与相应的对称偶联反应R-R与R′-R′的平均值相近，如：乙烯基－乙烯基> 乙烯基－烷基> 烷基－烷基。
另一种假说认为，在水溶液当中的偶联反应其实是通过自由基机理进行，而不是金属－参与机理。
[5]§催化剂[编辑]偶联反应中最常用的金属催化剂是钯催化剂，有时也使用镍与铜催化剂。
钯催化剂当中常用的如：四(三苯基膦)钯等。
钯催化的有机反应有许多优点，如：官能团的耐受性强，有机钯化合物对于水和空气的低敏感性。
偶联反应
偶联反应目录偶联反应常见的偶联反应包括偶联反应具体说明偶联反应所需要注意的用途Suzuki反应偶联反应偶联反应（英文：Coupled reaction），也作偶连反应、耦联反应、氧化偶联，是由两个有机化学单位（molecules）进行某种化学反应而得到一个有机分子的过程.这里的化学反应包括格氏试剂与亲电体的反应偶联反应(Grinard），锂试剂与亲电体的反应，芳环上的亲电和亲核反应（Diazo,Addition-Elimination），还有钠存在下的Wutz反应，由于偶联反应 (Coupled Reaction）含义太宽，一般前面应该加定语.而且这是一个比较非专业化的名词. 狭义的偶联反应是涉及有机金属催化剂的碳-碳键生成反应，根据类型的不同，又可分为交叉偶联和自身偶联反应。
进行偶联反应时，介质的酸碱性是很重要的。
一般重氮盐与酚类的偶联反应，是在弱碱性介质中进行的。
在此条件下，酚形成苯氧负离子，使芳环电子云密度增加，有利于偶联反应的进行。
重氮盐与芳胺的偶联反应，是在中性或弱酸性介质中进行的。
在此条件下，芳胺以游离胺形式存在，使芳环电子云密度增加，有利于偶联反应进行。
如果溶液酸性过强，胺变成了铵盐，使芳环电子云密度降低，不利于偶联反应，如果从重氮盐的性质来看，强碱性介质会使重氮盐转变成不能进行偶联反应的其它化合物。
偶氮化合物是一类有颜色的化合物，有些可直接作染料或指示剂。
在有机分析中，常利用偶联反应产生的颜色来鉴定具有苯酚或芳胺结构的药物。
常见的偶联反应包括反应名称－－年代－－反应物A－－反应物B －－类型－－催化剂－－注Wurtz反应 1855 R-X sp³ 自身偶联 NaGlaser偶联反应 1869 R-X sp 自身偶联 CuUllmann反应 1901 R-X sp² 自身偶联 CuGomberg-Bachmann反应 1924 R-N2X sp² 自身偶联以碱作介质Cadiot-Chodkiewicz偶联反应 1957 炔烃 sp R-X sp 交叉偶联 Cu 以碱作介质Castro-Stephens偶联反应 1963 R-Cu sp R-X sp² 交叉偶联Kumada偶联反应 1972 R-MgBr sp²；、sp³ R-X sp² 交叉偶联 Pd或Ni Heck反应 1972 烯烃 sp² R-X sp² 交叉偶联 Pd 以碱作介质Sonogashira偶联反应 1973 炔烃 sp R-X sp³ sp² 交叉偶联 Pd、Cu 以碱作介质Negishi偶联反应 1977 R-Zn-X sp² R-X sp³ sp² 交叉偶联 Pd或Ni Stille偶联反应 1977 R-SnR3 sp² R-X sp³ sp² 交叉偶联 PdSuzuki反应 1979 R-B(OR)2 sp² R-X sp³ sp² 交叉偶联 Pd 以碱作介质Hiyama偶联反应 1988 R-SiR3 sp² R-X sp³ sp² 交叉偶联 Pd 以碱作介质Buchwald-Hartwig反应 1994 R2N-R SnR3 sp R-X sp² 交叉偶联 Pd N-C偶联Fukuyama偶联反应 1998 RCO(SEt) sp2 R-Zn-I sp3 交叉偶联 Pd偶联反应具体说明偶联反应是由两个有机化学单位（moiety）进行某种化学反应而得到一个有机分子的过程.这里的化学反应包括格氏试剂与亲电体的反应（Grinard),锂试剂与亲电体的反应，芳环上的亲电和亲核反应（Diazo,Addition-Elimination），还有钠存在下的Wurtz反应，偶联反应所需要注意的进行偶联反应时，介质的酸碱性是很重要的。
偶联反应总结
反应名称－－年代－－反应物A－－反应物B －－类型－－催化剂－－注Wurtz反应1855 R-X sp³ 自身偶联NaGlaser偶联反应1869 R-X sp自身偶联CuUllmann反应1901 R-X sp² 自身偶联CuGomberg-Bachmann反应1924 R-N2X sp² 自身偶联以碱作介质Cadiot-Chodkiewicz偶联反应1957炔烃sp R-X sp交叉偶联Cu 以碱作介质Castro-Stephens偶联反应1963 R-Cu sp R-X sp² 交叉偶联Kumada偶联反应1972 R-MgBr sp²；、sp³ R-X sp² 交叉偶联Pd 或NiHeck反应1972烯烃sp² R-X sp² 交叉偶联Pd以碱作介质Sonogashira偶联反应1973炔烃sp R-X sp³ sp² 交叉偶联Pd、Cu 以碱作介质Negishi偶联反应1977 R-Zn-X sp² R-X sp³ sp² 交叉偶联Pd或NiStille偶联反应1977 R-SnR3 sp² R-X sp³ sp² 交叉偶联PdSuzuki反应1979 R-B(OR)2 sp² R-X sp³ sp² 交叉偶联Pd以碱作介质Hiyama偶联反应1988 R-SiR3 sp² R-X sp³ sp² 交叉偶联Pd以碱作介质Buchwald-Hartwig反应1994 R2N-R SnR3 sp R-X sp² 交叉偶联Pd N-C偶联Fukuyama偶联反应1998 RCO(SEt) sp2 R-Zn-I sp3 交叉偶联Pd。
铜催化C-N偶联反应总结
28
R1SO2NHR2
ArX
X=I,Br
N,N-二甲基甘氨酸
CuI
DMF
100/回流
24-48
K3PO4
50-99
29
PhX
X=I,Br
CuI
DMF
110
36
K2CO3
70-86
30
R1CONHR2
ArI
CuI
DMF/DMSO
110
24
K3PO4
65-98
31
R1CONHR2
R3B(OH)3
K3PO4
10-82
17
X=I,Br,Cl
DMEDA
CuI
二氧六环
THF
68,100
1-12
Cs2CO3
86-99
18
CF3CONH2
ArBr
DMEDA
CuI
二氧六环
45-75
24
K2CO3
6-99
19
BocNH2
DMEDA
CuI
THF
80
16
Cs2CO3
57-96
20
R1CONHR2
R3Cl
[Cu(OH)TMEDA]2Cl2
23-93
5
R1R2NH
ArX
X=Br,I
HOCH2CH2NMe2
CuI
Rt-90
11-48
K3PO4
2-90
6
R1R2NH
ArI
Cu(PPh3)3Br
甲苯
110-175
24
Cs2CO3
10-88
7
RNH2
R=杂环
有机化学四大偶联反应
有机化学四大偶联反应有机化学中的偶联反应是合成有机分子的重要方法之一，广泛应用于药物合成、材料科学等领域。
以下介绍有机化学的四大偶联反应。
第一种偶联反应是格氏偶联反应（Giemsa），它是20世纪初由法国化学家格氏首次提出的。
这种反应是通过有机金属化合物与芳香化合物进行反应，形成碳-碳键。
通常使用有机锡化合物和芳香卤化物作为底物，在碱性条件下，在加热的情况下进行反应。
这种反应是高度选择性的，并且能够合成具有天然产物活性的有机化合物。
第二种偶联反应是索尼赫德烯偶联反应（Suzuky-Miyaura），该反应是由日本化学家索尼赫德和宫浦在20世纪70年代提出的。
这种反应是通过有机金属化合物与芳香卤化物进行反应，形成碳-碳键。
通常使用有机锌化合物或有机硼化合物和芳香卤化物作为底物，在碱性条件下，在加热的情况下进行反应。
索尼赫德烯偶联反应是高度选择性的合成方法，可以合成具有天然产物活性的有机化合物。
第三种偶联反应是肾上腺素偶联反应（Heck），是由丹麦化学家肯格赫首次提出的。
这种反应是通过有机金属化合物与不饱和化合物（通常是烯烃）进行反应，形成碳-碳键。
通常使用有机铜化合物和不饱和化合物作为底物，在碱性条件下，在加热的情况下进行反应。
肾上腺素偶联反应具有高效、高选择性和底物适用范围广的特点，广泛应用于药物合成和天然产物的全合成。
第四种偶联反应是叠氮偶联反应（Azide-Alkyne），又称为"CuAAC"反应，由美国化学家哈斯利首次提出。
在这种反应中，叠氮化合物与炔烃发生反应，生成1，4-二取代三氮唑化合物。
这种反应是通过铜催化剂的存在实现的，即铜催化的炉二碳合成反应。
这种反应具有高效、高选择性和底物适用范围广的特点，并且它是药物合成中的重要方法。
以上是有机化学的四大偶联反应的介绍。
这些偶联反应不仅拓宽了有机合成的范围，还为合成具有特定结构和功能的有机化合物提供了重要的手段。
研究人员可以根据这些偶联反应的特点选择合适的反应体系，并结合自己的研究目标进行合成路线的设计。
金属有机化学 NO.3偶联反应
76%
>99
:
98
:
1
R
HC C - C - R' + Bu3SnH OH
AIBN
R' OH RC H
(27)
H SnBu3
AIBN
H
OH
R
+ Bu3SnH
(28)
OH
R SnR3
HC CCOOR + R'3SnH
OAc Tos
n - Bu3SnH AIBN
ROOC H
H +
SnR'3
major
SnMe3 (24)
(CH2)nX
1. Bu3SnMgCH3
R
cat. CuCN H 2. E+
RH (25)
E SnBu3
1. [Me3SnCu]Y R'OOC R
HR
R
COOR'
+
(26)
2. H+
H SnMe3 R'OOC SnMe3
Y = PhS (-48oC) 85%
2
Y = Br (-78oC)
n-C4H9 BX2 + Br
C6H13-n
C4H9
C6H13-n
49 % ( purity: 98 % )
(1) 催化量的钯 (2) 反应是区域及立体专一性的
(Regio- and Stereo-specific) (3) 碱的存在
Bu
Br
Bu
Me +
B (Sia)2
Ph
9%
Ph
8
9
RPdXLn + NaOMe RH + PdL4
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反应名称发现
年代
反应物A反应物B
类
型
催化
剂
备
注
武兹反应（Wurtz reaction）1855 R-X sp³R-X sp³
自
身
以
Na
消
除
反
应
物
的
卤
原
子
格拉泽偶联反应（Glaser coupling）1869 RC≡CH sp RC≡CH sp
自
身
Cu
氧
气
作
为H
受
体
乌尔曼反应（Ullmann reaction）1901 Ar-X sp²Ar-X sp²
自
身
Cu
高
温
冈伯格-巴克曼反应1924 Ar-H sp²Ar-N2X sp²自
身
需
碱
参
与
Cadiot-Chodkiewicz 偶联反应1957 RC≡CH sp RC≡CX sp
交
叉
Cu
需
碱
参
与
Castro-Stephens偶联反应1963 RC≡CH sp Ar-X sp²
交
叉
Cu
吉尔曼试剂偶联反应
（Gilman reagent coupling）1967 R2CuLi R-X
交
叉
Cassar反应1970 烯烃sp²R-X sp³交
叉
Pd
需
碱
参
与
熊田偶联反应（Kumada coupling）1972 Ar-MgBr
sp²,
sp³
Ar-X sp²
交
叉
Pd
or
Ni
赫克反应（Heck reaction）1972 烯烃sp²R-X sp²
交
叉
Pd
需
碱
参
与
薗头偶联反应
（Sonogashira coupling）1975 RC≡CH sp R-X
sp³
sp²
交
叉
Pd
and
Cu
需
碱
参
与
根岸偶联反应（Negishi coupling）1977 R-Zn-X
sp³,
sp²,
sp
R-X
sp³
sp²
交
叉
Pd
or
Ni
施蒂勒反应（Stille coupling）1978 R-SnR3
sp³,
sp²,
sp
R-X
sp³
sp²
交
叉
Pd
铃木反应（Suzuki reaction）1979 R-B(OR)2sp²R-X
sp³
sp²
交
叉
Pd
需
碱
参
与
Hiyama偶联反应1988 R-SiR3sp²R-X sp³
sp²
交
叉
Pd
需
碱
参
与
Buchwald–Hartwig 偶联反应1994 R2N-R SnR3sp R-X sp²
交
叉
Pd
N-C
偶
联
反
应
福山偶联反应
（Fukuyama coupling）1998 RCO(SEt) sp2R-Zn-I sp3交
叉
Pd。