有机化学四大偶联反应
偶联反应总合
基本概念
2010年诺贝尔得奖
基本概念
定义：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，
包括自由基偶联反应、过渡金属催化偶联反应。狭义的偶联反应指涉及有机金属催化剂的 碳-碳键形成反应。
偶联反应又叫做偶连反应、耦联反应、氧化偶联。
Stille 偶联
Stille交叉偶联反应在现代有机合成以及复杂的天然产物的合成中均得到了广 泛的应用。
优点：
1.对底物的兼容性好，具有广泛的官能团兼容性； 2.在空气中有机锡极其稳定,对水和空气不敏感； 3.反应产物形成锡盐, 容易分离; 4.反应选择性好，有很高的区域选择性； 5.反应具有立体专一性。
-CHOபைடு நூலகம்-COCH3、-COOC2H5、-OCH3、-CN等官能团。
Stille 偶联
Stille偶联反应中两组分的组合
Stille 偶联
机理：
Pd(II)被当场还原成Pd(0)随后Pd(0)与卤代烃发生氧化加成生成中间体2，然后中间体 2的卤原子与RM中的R发生交换反应生成中间体3，中间体3发生还原反应生成交叉 偶联产物4和活性零价Pd,，从而开始新的催化循环。
Suzuki偶联反应
发展：
催化剂是这个反应最精髓的地方，也是最新最有挑战性的一个领域。
Suzuki 偶联反应的催化剂的发展经历过三个过程：
(1) 简单的零价Pd(0)和Ni(0)的盐和磷的配合物，反应活性较低； (2) 高活性的钯催化剂 ； (3) 高活性，可反复利用的催化剂 。
科研应用：
Suzuki偶联反应
偶联反应
交叉偶联：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)。
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
分子间Heck反应
3.非常用离去基团的 Heck反应
3.2酰氯参与的Heck 反应一般在非极性溶剂中使用弱碱即可，
无需膦催化剂，而且所需钯催化剂用量极少（0.005 mol%）
分子间Heck反应
3.非常用离去基团的 Heck反应
3.3将酸酐应用于Heck 反应20世纪末才发现的，它的优点在
R'
0.1 eq. PPh3
0.1 eq. CuI
R
R' n
iPr2NH/DMF (3:2) r.t. or 60 oC, 4-24 h
Angew. Chem. Int. Ed., 2006, 45, 4019
Sonogashira反应研究进展
3.底物的种类增多
R
Cl
I + 3 eq.
CO2Et
0.1 eq. Pd(PPh3)2Cl2 0.15 eq. CuI
Suzuki偶联优缺点
优点 1.反应对水不敏感；
2.可允许多种活性官能团存在； 3.可以进行通常的区域和立体选择性的反应； 4.硼试剂易于合成，稳定性好； 5.这类反应的无机副产物是无毒的且易于除去，可以保证其适用于 实验室且可以用于工业化生产。
缺点
氯代物（特别是空间位阻大的氯代物）及一些杂环硼酸反应难以进行。
Workshop-偶联反应
报 告 人：xx 报告时间：2016-06-18
2010年诺贝尔化学奖
偶联反应的基本概念
广义的偶联反应：是由两个分子（molecules）进行某种化学反应而得到一个
分子的过程，包括自由基偶联反应、过渡金属催化偶联反应。
狭义的偶联反应：指涉及过度金属催化剂的碳-碳键形成反应。
有机化学四大偶联反应
有机化学四大偶联反应有机化学是研究碳元素及其化合物的科学，是化学学科中的一个重要分支。
在有机化学中，有机合成反应是一项重要的研究内容。
有机化学四大偶联反应是有机合成中常用的四种反应类型，包括：Suzuki偶联反应、Stille偶联反应、Heck偶联反应和Sonogashira 偶联反应。
这些反应在有机合成中起到了重要的作用，为有机化学的发展做出了巨大的贡献。
我们来介绍Suzuki偶联反应。
Suzuki偶联反应是一种重要的芳香化合物合成方法，它是基于钯催化剂的反应。
该反应将有机硼酸酯和有机卤化物或磺酸酯作为底物，在适当的条件下，经过交叉偶联反应，生成目标产物。
Suzuki偶联反应在药物合成和材料科学中有着广泛的应用，可以高效地合成出具有重要生物活性和物理性质的化合物。
接下来是Stille偶联反应，它是一种重要的碳-碳键形成反应。
该反应是通过钯催化剂催化下的亲核取代反应来实现的，底物包括有机卤化物和有机锡化合物。
Stille偶联反应具有底物适用范围广、反应条件温和等优点，在天然产物的合成和药物研发中得到了广泛的应用。
第三种偶联反应是Heck偶联反应，它是一种重要的芳香化合物合成方法。
该反应是通过钯催化下的芳香取代反应实现的，底物包括有机卤化物和烯烃。
Heck偶联反应是一种高效、高选择性的反应，在药物研发和天然产物的合成中得到了广泛的应用。
最后是Sonogashira偶联反应，它是一种重要的炔烃合成方法。
该反应是通过钯催化下的炔烃与有机卤化物的偶联反应实现的。
Sonogashira偶联反应可以高效地合成炔烃化合物，对于合成具有炔烃结构的药物和功能材料具有重要意义。
在有机化学四大偶联反应中，每一种反应都有其独特的应用领域和优点。
这些反应的发展和应用为有机合成提供了新的思路和方法，为有机化学的发展做出了重要贡献。
总结起来，有机化学四大偶联反应包括Suzuki偶联反应、Stille偶联反应、Heck偶联反应和Sonogashira偶联反应。
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。
偶联反应的机理
偶联反应的机理一、概述偶联反应是有机合成中常用的一类重要反应，通过将两个或多个小分子有机物连接起来，形成一个较大的分子。
偶联反应在药物合成、材料科学等领域具有广泛的应用。
本文将介绍偶联反应的机理及其应用。
二、偶联反应的分类偶联反应可分为以下几类：1. 碳-碳偶联反应碳-碳偶联反应是指通过将两个碳原子连接起来形成新的碳-碳键的反应。
常见的碳-碳偶联反应包括Suzuki偶联、Negishi偶联、Stille偶联等。
2. 碳-氮偶联反应碳-氮偶联反应是指通过将碳原子与氮原子连接起来形成新的碳-氮键的反应。
常见的碳-氮偶联反应包括Ullmann偶联、Buchwald-Hartwig偶联等。
3. 碳-氧偶联反应碳-氧偶联反应是指通过将碳原子与氧原子连接起来形成新的碳-氧键的反应。
常见的碳-氧偶联反应包括Suzuki-Miyaura偶联、Heck偶联等。
4. 碳-硫偶联反应碳-硫偶联反应是指通过将碳原子与硫原子连接起来形成新的碳-硫键的反应。
常见的碳-硫偶联反应包括Chan-Lam偶联、Kumada偶联等。
三、偶联反应的机理偶联反应的机理可以分为以下几个步骤：1. 激活底物偶联反应的第一步是激活底物，通常通过加入催化剂或活化试剂来实现。
催化剂可以提供活化中心，活化试剂可以引入亲核试剂或电子试剂。
2. 形成中间体激活底物后，会形成一个中间体，该中间体具有较高的反应活性。
中间体的形成通常涉及键的断裂和形成。
3. 底物偶联中间体与另一个底物发生偶联反应，形成新的化学键。
偶联反应通常涉及亲核试剂和电子试剂的参与。
4. 氧化还原在偶联反应中，氧化还原反应常常是不可或缺的一步。
通过氧化还原反应，可以改变底物的官能团，从而实现偶联反应。
四、偶联反应的应用偶联反应在有机合成中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 药物合成偶联反应在药物合成中扮演着重要的角色。
通过偶联反应，可以将不同的功能团连接在一起，构建复杂的有机分子结构。
有机化学基础知识点整理偶联反应与交叉偶联反应
有机化学基础知识点整理偶联反应与交叉偶联反应有机化学基础知识点整理：偶联反应与交叉偶联反应有机化学是研究有机物结构与特性的科学，其中偶联反应和交叉偶联反应是有机合成中常用的重要手段，本文将对这两种反应进行基础知识点整理。
一、偶联反应偶联反应是指两个有机分子中的两个不同官能团在反应条件下发生连接形成新的键，从而生成一个新的有机分子。
常见的偶联反应有Heck反应、Suzuki反应、Stille反应等。
1. Heck反应Heck反应是通过钯催化下的芳香化合物与烯烃发生的偶联反应，生成具有烯烃结构的芳香化合物。
该反应需要碱性条件和适量的氧气存在。
反应机理包括反应前的氧化加成、钯催化下的反应、脱氧等步骤。
2. Suzuki反应Suzuki反应是通过钯催化下的芳香化合物与硼酸酯发生的偶联反应，生成具有芳香环和烷基或芳基基团的化合物。
该反应需有碱性条件和无氧环境。
反应机理包括反应前的亲核加成、钯催化下的反应、脱氧等步骤。
3. Stille反应Stille反应是通过钯催化下的芳香化合物与有机锡化合物发生的偶联反应，生成具有烷基或芳基基团的化合物。
该反应需有碱性条件、无氧环境和适量的溴化物存在。
反应机理包括反应前的亲核加成、钯催化下的反应、脱溴等步骤。
二、交叉偶联反应交叉偶联反应是指两个不同有机物之间的偶联反应，生成具有两个不同基团的化合物。
常见的交叉偶联反应有Negishi反应、Kumada反应、Suzuki-Miyaura反应等。
1. Negishi反应Negishi反应是通过钯催化下的有机锌化合物和卤代化物发生的交叉偶联反应，生成具有不同基团的化合物。
该反应需有碱性条件和适量的酸存在。
反应机理包括反应前的亲核加成、钯催化下的反应、脱卤等步骤。
2. Kumada反应Kumada反应是通过钯催化下的有机镁卤化物和卤代化物发生的交叉偶联反应，生成具有不同基团的化合物。
该反应需有碱性条件和无氧环境。
反应机理与Negishi反应类似。
金属有机化学 第9章 偶联反应
R H
4
R4 R3 R2 R
R3
R2
3 rotation about th e C-C b on d by 60°
R
补充作业
1. 获得手性化合物的方法有哪些？ 2. 什么是不对称催化？对其中起关键性作用的催 化剂有何要求？ 3. 过渡金属催化的交叉偶联反应的共性是什么？ 根据金属试剂的不同，有哪些（人名）偶联反 应？ 4. 分别写出Suzuki反应和Heck反应的催化循环。
H
C6 H1 3
NH2
B( OMe) 2
Pd( OAc) 2 + Br Et 3 N
Suzuki Coupling
由烯烃对M-C键的插入和β-消除组成的 Heck 反应
H RX + + Base [Pd] R
催化循环？
Heck Reaction
BH X
+ -
R- X L2 Pd
oxidative addition 1
R'-BY2 + R-X PdL4 , Base R-R' + XBY2
Organob oron Compounds B RCH=CH B Alkyl B
Cou pling reagents X = h alide or triflate) X RCH=CHX RC C X Alkyl-X (D ifficult)
Suzuki Coupling
– these examples illustrate the versatility of the reaction
H B(Sia) 2 + Br H
B(OMe) 2 + Br N NH2
H C6 H1 3 Pd( Ph3 ) 4 NaOMe
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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。
通过熟练掌握这些偶联反应，并加以创新，有机化学研究人员可以为药物化学、材料科学等领域的发展做出贡献。