第9章 钯催化CC键交叉偶联反应的机理
钯催化构建天然产物(1)
钯催化构筑天然产物【摘要】过渡金属钯在金属有机化学方面具有丰富的反应性, 用作催化剂具有高效率、用量少、选择性高等优点, 钯催化剂在有机合成中的应用有着举足轻重的地位, 由于钯催化剂的新应用, 有机合成领域出现了很多新的合成工艺、合成产物等[1]。
本文在查阅文献的基础上，对钯催化C-C, C-N键偶联构筑天然产物进行了概述。
【关键词】钯催化C-C, C-N键偶联1.钯催化C-C偶联构筑天然产物钯催化的交叉偶联反应金属钯催化的交叉偶联反应是最有效的形成C-C键的方法之一。
经过30多年来的发展，已经实现了各种卤代芳烃及酚类衍生物与各种有机金属试剂及不饱和烃类化合物的交叉偶联反应，如Heck偶联反应，Negishi偶联反应，Stille偶联反应，Kumada偶联反应，Ullmann 偶联反应，以及Suzuki-Miyaura偶联反应。
这类偶联反应已广泛应用于天然产物、生理活性化合物以及有机电子材料的合成中，并已实现了产业化应用。
基于该方法学在有机合成及材料合成领域的杰出贡献，Heck，Suzuki和Negish等三位科学家获得了2010年诺贝尔化学奖。
虽然金属钯催化的交叉偶联反应得到了蓬勃的发展，但在提高催化反应的催化活性、降低催化剂用量、实现温和的反应条件、扩大反应原料的适用性等方面仍是具有挑战性的研究课题。
1.1.1 Mizoroki-Heck反应Mizoroki和Heck分别于1971和1972年发现了一类重要的形成与不饱和双键相连新的C-C 键的反应，故称作Mizoroki-Heck反应。
此类反应在过去的40多年中已经逐渐发展成为一种应用日益广泛的有机合成方法，Heck反应机理如下(Scheme 1)。
Mizoroki-Heck反应是合成具有各种取代基的不饱和化合物最为有效的方法之一。
由于它具有广泛的底物适用性和对许多官能团有好的兼容性，因此，被广泛的应用于新药合成、染料以及有机发光料等领域。
钯催化的交叉偶联反应——2010诺贝尔化学奖简介
产治疗高血压 、 肾脏病等方 面的药 物 。 １本 医药 公司用 ３
铃木 反应生产 的 降压 药 ．０ ９年在 １本 国 内就有 １０ ２０ ３ ４０
亿 １ （ １０ ３ 约 ２ 亿人 民币 ） 元 的销售额。电子领域也开始瞩
目“ 钯催 化的交叉偶 联反应 ” 相关成 果不 断被推 出 ， ， 手
２１年 １ ００ ０月 ６１瑞典 皇家科学 院诺 贝尔颁奖委员 ３ 会把今 年 的诺贝尔化学 奖授予 美 国科学家 ７ ９岁的理 查 德一 赫克 （ ｉ ａ ｅｋ 、 Ｒｃ ｒ Ｈ ｃ ） １ ｈｄ ３本科学 家 ７ ５岁 的根岸英 一 （ ｉｉｈ Ｅ—ｃｉ ｅｉ ｉ Ｎ ｇ ｈ）和 １本科学家 ８ 的铃木 章（ ｋｒ ｓ ３ ０岁 Ａ ｉ ａ
铃木章 。 本公 民。９ ０ 出生于 １本北海道 。９ ９ ３ １ １３ 年 ３ １５ 年在北 海道大学获得博士学位 。１６ ９ ３年一 ９ ５ ， １６ 年 铃木 章在美 国普渡大学赫伯特 ・ 布朗教授指导下完成 博士后
研究 。 ９ ３ １７ 年起在北海道大学任教授。１７ 年 ， 明“ ９９ 发 铃 木反应” 。铃木教授 的论文数量不多 。 且大都 以 １文的形 ３ 式发表在 了 １本 的学术 刊物 上。但 是 ． ３ 他的研究非 常严 密 ， 出来的结果经得起反 复推 敲。为 了证实 自己的研 做 究结果具有可重复性 ． 铃木教授不 惜购买全套 的新实验
尔化学奖的赫伯特 ・ 布朗（ ｒｅ ｒｗ ） ９ ７ ， Ｈｅ ｒＢ ｏ ｎ 。１７ 年 发明 ｂｔ “ 根岸反应” 。根岸现为美 国普 渡大学化学教授。当根岸 教授在大教 室照常讲授他 的课程 “ 有机化合物 的性质 ”
一
者， 真可谓名师出高徒。
二、 有机合成 中的钯催化交叉偶联反应
钯催化交叉偶联反应
钯催化交叉偶联反应什么是钯催化交叉偶联反应？钯催化交叉偶联反应(Palladium-Catalyzed Cross-Coupling Reaction)是一种重要的有机合成反应。
它是一类碳-碳键构造的反应，是通过将两种不同的碳基官能团或碳碳键连接在一起，以形成新的C-C化合物。
反应机理在钯催化交叉偶联反应中，两个分子的有机基团进行偶联，然后由钯离子起催化作用，生成新的碳碳键。
催化剂形式上是Pd(0)配合物，反应机理如下：1.钯催化剂先通过脱对氢化学计量通常分配Pdcatalyst (I)。
2.钯催化剂进一步和配体形成配合物(PdL2)。
3.配合物和卤代烃发生交换生成过渡态PdL2(RX)。
过渡态中，钯离子与亲电吸引剂的卤素原子形成键；此过程中C-X钩体断裂，形成第一级碳中间体。
4.结合第二个有机基团生成PdL2(RY)介于新的物种。
5.最后的反应产物通常通过还原反应，将钯催化剂还原为Pd(0)。
应用钯催化交叉偶联反应已经成为有机合成中的重要反应之一，广泛应用于制药、化工、材料科学等领域。
其重要应用包括:•制备非对映选择性或对映选择性的C-C连接化合物。
•制备有机材料。
•合成复杂天然产物的合成方法研究。
反应类型钯催化交叉偶联反应可以根据反应物和类型进行分类。
最常用的交叉偶联反应类型是官能团反应 (Functional Group Coupling) 和碳-碳双键偶联反应 (Carbon-Carbon Double Bond Coupling)，这些反应分类包括下列:1.骨架化反应 (Fragmentation Reaction)2.偶联反应 (Cross-Coupling Reaction)3.代换反应 (Substitution Reaction)4.重排反应 (Rearrangement Reaction)反应优点由于钯催化交叉偶联反应具有高效性、选择性、重复性和收率高的特点，它已经成为有机化学领域极为重要的反应之一。
09-钯催化反应
4
Kumada交叉偶联反应
二、Kumada交叉偶联反应的特点（续） 4 、使用配体 dppf 会一定程度上减慢 -H 消除，加速还原消除， 因此，可以使仲烷基格氏试剂在反应中不发生异构化；
5、氯代芳香化合物反应很顺利，即使是氟苯也能碱性Ni催化 的交叉偶联反应；
6、偶联反应具有立体选择性，起始的烯基卤代物的立体化学 保持；
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Sonogashira交叉偶联反应
二、Sonogashira交叉偶联反应的特点
1、交叉偶联反应在室温或稍高于室温的温度下进行，这比 Castro-Stephens偶联的反应条件要温和得多，是一大优点；
2、使用催化量的Cu助催化剂，可以避免极易爆炸的炔铜(摇晃就 可能引起爆炸)的处置； 3 、 Cu(I) 化 合 物 可 以 用 市 售 的 CuI 或 CuBr ， 通 常 用 底 物 的 0.55mol%的助催化剂量； 4、最好的Pd催化剂是Pd(PPh3)2Cl2 or Pd(PPh3)4；
5、溶剂和试剂不需要严格干燥，然而，为了保持 Pd 催化剂的活 28 性，溶剂的脱氧是必需的；
Sonogashira交叉偶联反应
二、Sonogashira交叉偶联反应的特点（续）
6、通常碱也同时用作溶剂，偶尔也用一个助溶剂；
7、不论实验量的大小，反应总是进行得很好；
8、偶联反应是立体选择性的，底物的立体化学在产物中保持； 9、卤代物的反应活性顺序：I ≈ OTf > Br >> Cl； 10、碘和溴的活性差异相当大，因此在溴存在下，仍选择性地与 碘反应；
有机合成反应
第九章 钯催化反应中的人名反应
1
Kumada交叉偶联反应
Kumada cross-coupling reaction
有机合成钯催化交叉偶联反应
有机合成中钯的催化交叉偶联反应20102401046吴健华摘要：2010年诺贝尔化学奖授予给美国化学家理查德·赫克、日本化学家根岸英一和铃木章，以表彰其发现的钯催化交叉偶联反应，更有效的连接碳原子以构建复杂分子。
钯催化交叉偶联反应，用于碳碳键形成的重要化学反应，因其反应条件温和，化学选择性高，副产品少，在有机合成领域中应用广泛。
本文综合概述了钯催化交叉偶联反应机理与发展，并对其应用领域及发展前景作简单介绍。
关键词：钯催化；交叉偶联反应；反应机理；碳碳键；有机合成；引言:碳是构成生命体的重要组成物质，而这些物质是以C-C单键或双键为基础，形成各种形式的碳胳化合物，组成生命体的各个部分。
而经过多年来的探究与改进，美国化学家理查德·赫克、日本化学家根岸英一及铃木章在有机合成中取得重大贡献与研究进展，发现钯催化交叉偶联反应，有效地连接碳原子，为构造更复杂的分子提供反应方法。
因此于2010年，诺贝尔化学奖颁发给他们三位在有机合成中杰出并取得重大贡献的有机化学家，以表彰他们在有机合成领域中所取得的卓越成就。
钯催化交叉偶联反应，作为五个被授予诺贝尔化学奖反应之一，其重要性则不言而喻。
前四个反应分别是Grignard反应(格氏反应，1912年)，Diels-Alder反应(迪尔斯-阿尔德反应，1950年)，Wittig反应(叶立德、维蒂斯反应，1979年)和Olefinmetathesis反应(烯烃的转位反应，2005年)。
在钯催化的交叉偶联反应中，反应步骤缩短，所需条件温和，副产品少，且可使大量的官能团在进程中得以保留而不被破坏，是一种可靠、实用的工具，广泛应用于精细化学及制药工业中, 对有机合成具有长久和深远的影响力,得到合成化学者的普遍应用。
一、钯催化交叉偶联反应机理与发展1.格氏试剂——拉开钯催化交叉偶联反应的序幕有机合成化学所构造出来的物质大部分都是以碳胳为骨架所构建起来的，然而碳原子本身十分稳定，在化学反应中并不活泼。
钯催化剂催化交叉偶联反应形成P-C键和复杂含磷化合物的研究进展
钯催化剂催化交叉偶联反应形成P-C键和复杂含磷化合物的研究进展任铁钢;补朝阳;黎桂辉;李勇喆;何志鹏【摘要】综述了利用金属钯催化交叉偶联反应形成P-C键以合成各种复杂的含磷化合物特别是手性膦配体的研究进展;介绍了参加偶联反应的不同价态的P化合物亲核试剂,以及卤代烯烃、卤代芳烃、三氟甲磺酸烯基脂、三氟甲磺酸芳基脂、乙烯基硼酸脂等亲电试剂;探讨了相应的偶联反应的反应条件、反应机理及其在材料、医药、农药等领域的应用.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2014(025)006【总页数】7页(P641-647)【关键词】钯催化剂;交叉偶联反应;P-C键形成;磷化物【作者】任铁钢;补朝阳;黎桂辉;李勇喆;何志鹏【作者单位】河南大学化学化工学院,河南开封475004;新乡学院化学化工学院,河南新乡453000;河南大学特种功能材料教育部重点实验室,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】O643.3使用金属及金属配合物催化各种偶联反应如Suzuki反应、Heck反应、Stille 反应和Negishi反应等形成各种C-X键的方法已被广泛地应用于元素有机化合物的合成及研究中. 其中钯类催化剂体系催化交叉偶联反应是形成C-P键的一个非常重要的方法. 而含磷化合物尤其是含手性膦的化合物是开发特殊结构的药物、阻燃剂、催化剂和功能材料等的很普遍的方法.二十世纪八十年代，HIRAO[1]和XU[2-3]分别报道了利用钯配合物催化亚磷酸酯或二烷基亚磷酸酯与卤代芳烃(图1)或芳基三氟甲磺酸脂的交叉偶联来形成P-C键的方法. 此后，钯配合物催化交叉偶联反应形成P-C键的方法受到广泛的关注. 1987年，TUNNEY[4]等人用钯配合物催化芳基卤化物和三甲基甲硅烷二苯基膦的反应，随后IMAMOTO[5] 和LIVINGHOUSE[6]进一步发展了膦-硼烷芳基化反应，且都获得了很高的产率. 对钯类催化剂体系催化交叉偶联反应形成C-P键的研究虽然取得了很好的结果，但这种方法真正得到研究者的重视并应用到有机膦配体特别是手性膦配体的合成中却是在1990年，KURZ [7]报道了在钯催化下1,1′-联萘-二三氟甲磺酸脂和亚磷酸二乙酯或二苯基膦氧化物的P-C偶联反应之后. 此后，钯催化的磷化反应就被广泛地应用于各种膦配体的合成中.钯催化下的亚磷酸二烷基脂与芳基卤化物的偶联反应是合成芳基磷酸酯的一个非常重要以及行之有效的方法，三氟甲磺酸芳基脂也被用作亲电试剂来合成新的P-C 键.在通常的反应中，亚磷酸二烷基脂是过量的，碱一般为三乙胺.在反应过程中，如果底物亚磷酸二烷基脂具有手性，则磷手性中心的构型不发生改变. 而KURZ[7]的研究发现联萘酚双三氟甲磺酸酯与亚磷酸二乙酯反应时，即使亚磷酸二乙酯大大过量，也只生成单取代芳基膦酸酯，当用其他的亚磷酸二烷基脂代替亚磷酸二乙酯时这种情况一样存在. BRAVO-ALTAMIRANO[8]研究了钯催化直接形成H-芳基亚磷酸脂的反应，卤代的芳基、杂芳基、烯基、苄基和烯丙基均可得到较好的收率. 卤代烯基和卤代烯丙基是首次作为此类反应的底物被报道. 作者对底物的范围及可能的反应机理进行了讨论. 反应如图2所示.随后，KALEK等[9]对此类反应的机理进行了进一步的探究(图3)，探讨了不同类型的钯催化剂以及不同的配体对反应的影响. 他们发现当使用醋酸根离子与二价的钯形成的配合物作为催化剂时，可以使这类反应获得最大的反应速率. 同时作者采用 31P NMR光谱研究了不同催化剂体系间的差异. 这个发现为亚磷酸二乙酯与卤代的苯基在钯催化下的偶联反应的条件优化提供了理论依据.亚磷酸二烷基脂与乙烯基卤化物或三氟甲磺酸乙烯酯在钯催化下合成乙烯基磷酸酯反应的一个最大的特点是反应前后乙烯基双键的构型保持不变[10]. 反应条件与亚磷酸二烷基脂与芳基卤化物的偶联反应类似，Pd(PPh3)4为催化剂，碱一般为三乙胺，收率较高.反应如图4所示[1].ABBAS等人[11]利用钯催化偶联反应以廉价易得的商品化原料为前体，合成了天然磷酸酯的替代化合物，产物对酸碱敏感，用Pd催化偶联反应时，需要使用环氧丙烷作为缚酸剂来抑制副反应的发生. 该反应是外源合成寡聚核苷酸的重要步骤. 反应如图5所示.当然，手性膦配体的合成一直是研究者关注的重点，早在上世纪九十年代初，UOZUMI[12]就利用KURZ[7]的合成方法得到了手性单齿膦配体，而这些手性单齿膦配体的合成与应用又大大地推动了不对称催化化学的发展[13-14],在Pd催化的烯烃不对称硅烷化,烯丙基甲酸酯的不对称还原,烯丙基的不对称烷基化、氰化、羰基化,金属与烯的不对称反应,二茂锆酰氯对烯酮的不对称1,2-加成以及1,3-烯炔的1,4-不对称硼氢化反应中已经广泛地应用到手性单齿膦配体作为反应物或催化剂配体,并且这些反应产物的ee值均较高. HAYASHI[14]制备了两种手性单齿膦配体(MeO-MOP)与其双蒽基类似物(图6). 这类配体与Pd的配合物在多种不对称催化反应中表现出很强的催化活性和良好的选择性. 作者通过烯烃的不对称硅氢化反应考察了该催化剂的催化活性与选择性. 反应具有很高的收率(>90%)，同时选择性也很好(alkyl-substituted terminnal olefins: 92%～97%ee;bicyclo[2,2,1]heptene derivatives: 92%～96%ee; styrene derivatives: 89%～96%ee; cyclic 1,3-dienes: 80%ee). 所得的产物通过对C-Si键的氧化能够转化为手性醇类化合物.CAVAZZINI等[15]在HAYASHI合成方法的基础上，通过在配体尾基位置引入全氟烷基得到新的手性单齿膦配体，而这种全氟烷基的引入有利于配体的循坏使用. 在三氟甲苯溶剂中，这种手性单齿膦配体作为催化剂催化烯丙基的不对称烷基化反应，可以得到高达87%ee值的手性产物，反应后催化剂容易回收再使用.次膦酸酯中磷原子上直接连有两个氢原子，因此在与卤代烃反应的时候可以有选择的与一分子或两分子的卤代烃发生偶联反应进而生成单芳基或双芳基次膦酸酯. 为了抑制双芳基次膦酸脂的生成, 可以适当的提高次膦酸脂的加入量，使得到的单芳基膦酸脂的含量增高[16]. 如果增大反应底物中芳基卤化物的配比，则能够得到较高收率的对称双芳基次膦酸脂.2001年，MONTCHAMP等[17] 研究发现用次磷酸苯胺盐与芳基卤化物在烷氧基硅烷存在下反应，可以很容易地得到高产率的单取代次膦酸脂，避免了双芳基次膦酸脂的生成(图7). 当卤代烃为乙烯基溴代物或三氟甲磺酸乙烯酯时，就得到单乙烯基次膦酸脂. 反应中烯烃的双键在反应前后构型保持不变[18].三芳基或三烷基氧化膦经由二价的硅酸还原后可得到应用广泛的三芳基或三烷基膦. 而三芳基或三烷基氧化膦可以由二芳基或二烷基氧化膦经钯催化与芳基卤化物进行偶联反应得到(图8) [19]. 而由三氟甲磺酸芳基酯与二芳基氧化膦的钯催化的偶联反应则广泛应用于手性膦配体的合成中[19-20].为防止脱保护和五价膦的还原，通常采取直接由伯膦和仲膦与芳基卤代物的偶联反应得到仲膦和叔膦. 而在研究钯催化此类的反应时由于CAI等[21]在研究膦与芳基三氟甲磺酸脂的偶联反应时，认为在反应体系中存在着大量的膦，会导致钯催化剂的毒化而失活从而使得反应无法得到想要的产品，转而使用NiCl2/dppe催化体系来合成仲叔膦. 一段时间里钯催化体系催化此类反应的研究较少. 1996年，HERD等[22-23]发现在钯催化下膦与芳基卤化物的偶联反应能够高产率地合成一系列膦配体(图9)，钯催化此类反应的研究重新得到研究者的关注. HERD等合成了一系列的水溶性膦配体. 反应具有很好的官能团耐受性，该研究为制备功能化的三芳基膦提供了一条便利有效的途径. BRAUER等[24]发现钯催化下二苯基膦或苯基膦与溴代碘代苯发生选择性膦化反应,得到溴苯基二苯基膦或二(溴苯基)苯基膦. 产物很容易通过结构修饰后作为功能化的膦配体, 也可以作为起始原料继续和亚磷酸二乙酯发生偶联反应,得到新型的水溶性膦配体,即含有磷酸盐的三芳基膦.随后研究者利用Pd催化的P-C偶联反应制备了多种功能化的新型水溶性膦配体[25],包括分子中含有氨基酸结构的膦衍生物[26]. 此外，KANBARA等[27]以 1,3-二苯基膦丙烷和芳基二卤化物为原料，在 PdCl2催化下合成了主链含三价P原子的有机磷聚合物.当卤代烃为乙烯基卤化物或三氟甲磺酸乙烯酯时，与伯或仲膦通过Pd催化的P-C 偶联反应可以制备乙烯基叔膦化合物. 反应时C=C键的构型保持不变(图10)[28]. KAZANKOVA[29]以PdCl2(PPh3)2为催化剂，在三乙胺存在下，通过二苯基膦与卤代烯烃的偶联反应得到了产率高达97%的叔膦.除了常见的含有P-O键的化合物作为底物形成C-P键外，分子中含有P-Si, P-Sn, P-B键的化合物也被研究者尝试作为底物形成C-P键. 2003年，KABALKA[30]报道了Pd(OAc)2催化亚磷酸三烷基脂与乙烯基硼酸脂的偶联反应(图11)，收率为55%～84%，反应前后C=C键构型保持不变. 反应通入O2可提高产物的收率，因为O2的存在能够抑制底物的自身偶联. 当C=C键上连有其他取代基时，也能获得较好的收率. 此外，Ph2PSiMe3[29]、Ph2PSnR3[31]以及膦-硼烷复合物[32]作为底物应用于Pd催化的P-C偶联反应中，在手性膦配体的合成方面受到广泛的关注.经过近几十年的发展，Pd催化的P-C偶联反应在合成各种不同类型的有机膦配体中起到越来越重要的作用. 通过将C-P偶联反应与C-C偶联反应相结合，此类反应的使用范围得到了很大增加. 同时离子液体和超临界CO2[33]等新型反应介质的使用，使得此类反应的效率和选择性都大大提高，环境污染减小. Pd催化的P-C偶联反应在药物、生物农药、新型催化剂、新材料等领域的应用均具有非常广阔的前景.【相关文献】[1]HIRAO T, MASUNAGA T, YAMADA N， et al. Palladium-catalyzed new carbon-phosphorus bond formation [J]. Bull Chem Soc Jpn, 1982, 55(3): 909-913.[2]XU Y Y, LI Z, XIA J Z, et al. Palladium-catalysed synthesis of unsymmetrical alkyl aryl-phenylphosphinates [J]. Synthesis, 1983(5): 377-378.[3]XU Y, WEI H， ZHANG J， et al. An efficient synthesis of chiral, nonracemic isopropyl alkenylmethylphosphinates via palladium route [J]. Tetrahedron Lett, 1989, 30(8): 949-952.[4]TUNNEY S E, STILLE J K J. Palladium-catalyzed coupling of aryl halides with (trimethylstannyl) diphenylphosphine and (trimethylsilyl)diphenylphosphine [J]. J Org Chem, 1987, 52: 748-753.[5]IMAMOTO T, OSHIKI T, ONOZAWA T, et al. Synthesis and reactions of optically active phosphine-boranes [J]. Heteratom Chem,1992, 3(5/6): 563-575.[6]KMASUM M, LIVINGHOUSE T. Pd(0)-Cu(I) cocatalyzed coupling of methylphenylphosphine-borane with aryl halides and aryl nonaflates [J]. 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suzuki-miyaura交叉偶联反应机理
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浅议钯催化的偶联反应
图 3 Suzuki 偶联及其反应机理
由于 Suzuki 偶联反应条件温和，可以在水中进 行，原料低毒易得，区域选择性好等诸多优点，该反 应获得了广泛的认同和应用，随着水相反应、微波合 成、固相合成等绿色合成方法的发展，该反应在材料 合成及 天 然 产 物 的 合 成 中 获 得 了 更 为 广 泛 的 应 用［5］。 3 Negishi 偶联反应
参考文献
［1］ HeckR F ． Acylation ，methylation ，and carboxyalkylation of olefins by group VIII metal derivatives ［J ］． J Am Chem Soc，1968，90 （ 20） ： 5518 － 5526．
（ 本文文献格式： 何 林，杜广芬，顾承志，等． 浅议 钯催化的偶联反应［J］． 山东化工，2011，40（ 11） ： 55 － 58． ）
Heck 偶联、Suzuki 偶联、Negishi 偶联反应是有 机合成中最常用的碳 － 碳键形成反应，经过几十年 的发展，这类钯催化的偶联反应适用范围广，用途广 泛，将诺贝尔化学奖授予钯催化偶联反应的重要发 现者，也充分说明了这类反应的重要意义。当然，钯 催化的反应还有很多工作要做，比如活泼性差的羧 酸酯参与的偶联反应，最近北大施章杰小组已经取 得重要进展［10］，再如活泼性差的氯代烃参与的偶联 及不对称偶联反应，还需要做大量的工作。
图 4 Negishi 偶联反应
Negishi 偶联反应的机理与 Suzuki 偶联反应极 其类似，同样经过氧化加成、转金属化、还原消除三 个主要的步骤。与 Heck 偶联和 Suzuki 偶联不同的
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3. 结论
计算化学 Computational
Chemistry
实验化学 Experimental
Chemistry
有机反应机理
Suzuki couplings
1 Pathway 0: 没有碱反应不能进行。
2 Pathway A: 主要的反应途径，碱首先活化 硼酸。
3 Pathway B: 与Pathway A属于竞争反应，碱 首先活化钯中间体。
Stille couplings
1 环合机理 A：钯过渡态上只有一个配体配位 B：有利于配体离去的特性（大位阻的磷配体） C：环合步骤为决速步（F取代Cl降低能垒，Au降低环合过 渡态的位阻）
Sonogashira couplings
1 Cu(I)可以活化炔烃生成炔基铜 2 根据脱质子和配体交换的顺序，可以将机理分为阳离子 型机理和阴离子型机理。 3 离子型机理与前两种机理存在竞争关系，可以有效提高 反应速率。 4 离子型机理中碱有两个作用：结合质子和卤素（吸电基 有利于反应进行）
C-H活化芳基化反应
2.1 氧化加成
协同机理：
1 构型保持 2 气相反应 3 某些极性溶剂
SN2机理： 1 构型反转 2 液相反应
1 位阻小的磷配体，按SN2机理进行，在烷基位置反应。 2 位阻大的磷配体，按协同机理进行，在芳基位置反应。
Chem. Eur. J. 2010, 16, 13390-13397.
2.2 转移金属化
1 转移金属化过程是反应的决速步 2 钯不与氢原子直接作用，碱与质子结合后形成卡宾可以 与钯结合形成稳定的环状过渡态 3 Concerted metalation deprotonation (CMD)机理
2.3 还原消除
trans
cis cis
1 只有顺式产物会进行还原消除 2 还原消除过程不可逆 3 过渡态能垒大小：vinyl < Ph < ethynyl < Me， 马来酰胺 < “empty” < ethylene < PMe3 ≈ MeCN 4 能垒大小与π电子接受能力成反比，因此π电子接受能力差的配体（PMe3）会在还原消除过程前解 离。
钯催化C-C键交叉偶联反应及其机理
Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2626-2634.
1. 钯催化C-C键交叉偶联反应
Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 5062-5085.
2. 反应机理
1 氧化加成
2 转移金属化
3 还原消除Biblioteka 存在问题：1 缺乏更为具体深入的理论和验证研究。 2 对于具体的因素和条件对于反应的影响缺乏明确 和系统解释和依据，如配体、金属和底物的类型 对于反应的影响。
2 线性机理 A：钯过渡态上有两个配体配位 B：有利于X基团离去的特征（极性溶剂、三氟磺酸基） C：锡试剂取代X基团是最高能垒
Negishi couplings
1 反式（trans）过渡态比顺式（cis）的更容易生成 2 两者是相互竞争的反应 3 只有顺式过渡态可以转化为最终产物 4 顺反式不会直接相互转换