钯催化交叉偶联反应——2010年诺贝尔化学奖成果介绍
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３ 早期研究 ．
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一
碳原子化学性质不活泼 ， 碳原 子之 间不愿相 互结 合， 因而 涉及到 两个
碳原子之 间的化学反应 ， 条件 要求便 会 比较 苛刻。早在 一百 多年前 ， 学 科
Ｐ ｌ ｈＰ Ｉ 眦
在赫克 早期 的研究 中 ， 有机 钯化 合物 Ｒ ｄ Ｐ Ｘ是 由有机 金属 汞化 合物 Ｒ Ｘ和二价钯盐反应生成 ， Ｈｇ 但大量 有机金属试 剂的使用 限制 了此 类反应
的广泛应用。
连接碳原子以构建 复杂分子 的方法—— 钯催化交叉偶联 反应 。
一
都连接在钯原子 上 ， 它们 的距 离足 够接 近而 发 生反 应 ， 生成 新 的碳 一碳
单键 。
、
钯 催化 交叉偶联反应 的相关背景
１ 交叉偶 联反应 ． 偶联反应 ， 从广义 上讲 ， 是 由两个 有机分 子进 行某种 化学反应 而生 就 成一个新有机分子的过 程。狭义 的偶联 反应 是涉及 有机金 属催化剂 的碳
家们就 已经开始在思考 这个问题 了。１０ 年法 国化学家维克 多 ・ 林尼 ９１ 格
亚发现金 属镁 与卤代烃在醚 溶液 中反 应生成 一类高 活性有机 金属镁 化合
情况也可 以看 出合成新碳 一 碳键的重要性：９２年维克多 ・ １１ 格林尼 亚因发 明格林尼亚试剂——有机镁试剂获奖 ， ５ １ ０年迪尔斯和阿尔德 因发明双烯 ９ 反应迪尔斯 一 阿尔德反应获奖 ， ７ 年维蒂希与布朗因发 明维 蒂希 反应共 １ ９ ９
丙烯或苯乙烯。该 反应在有机合成领域取得 了突破 性进展 。 实现 了烯烃 的 同获奖 ， ０ ２ ５年伊夫 ・ ０ 肖万 、 罗伯特 ・ 格拉布 、 理查德 ・ 施罗克 因在 有机化 芳基化和烷基化 。 制备 反应见方程 （ 。 ３） 学 的烯烃复分解反应研究方面作了突出贡献获奖。
静 静 鬻
钯 催 化 交 叉 偶 联 反 应
２１ ００年诺 贝 尔化 学奖成果介 绍
◆ 杨发丽 刘克文 杨 光
（ 北京师范大学化学学院）
【 摘要】￣Ｌ ５ ４ ￣ ８ ０年 的发展 ， ＿． 钯催化 交叉偶联反 应在 大批科 学家共 同的努力下取得 了 巨大成就 ， 为合成天然产物、 复杂药物分子、 聚合物、 功能材料 、 生命 活性化合物等提供 了高效、 致 的工具 ， 为 支撑 制药、 精 成 材料化 学、 电子工 业等现代 工业文 明的 巨大力量。本 文介绍 了 ２１ ０ ０年诺 贝尔化 学奖得 主理查德 一赫克、 岸英一和铃木章在钯催化 交 叉偶联反 应的发现 和发展上作 出的主要贡献 ， 根 并分 析 了该成 果
方 法是有机合成化学 中的重要工具。从 以往该领 域诺 贝尔化 学奖 的授 予
二、 三位 科 学 家 的 主 要 贡 献
１赫克在钯催化交叉偶联反应领域的开拓性工作 ．
赫克反应的发展过程可 以追 溯到 ２ ０世纪 ６ ０年代末。１６ ９ ８年赫 克发 现在室温条件下甲基钯 卤化物或 苯基钯 卤化物 （ ｄ Ｒ＝Ｍｅ Ｐ ； ＲＰＸ； ， ｈ Ｘ＝卤 素） 能够与烯烃发生加成反应 ， 加成得 到的产物 通过 Ｂ一氢 消除最 终得到
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交叉偶联反应是一个有机分子与另一有机分子发生的不对称偶联反应 。
踊 植鹳联 试 制
上述两个反应的催化剂都是零价的金 属钯 ， 都使 用卤代烃 Ｒ （ 卤代 Ｘ 或
作 新碳 一碳键的形成在有机化 学 中是 极其重 要的。人 们了解 了天然 有 烃的类似物 ） 为亲电偶联试剂。区别在于两个 反应所选用的亲核 偶联试 剂 ， 反应 （ ） ， 用的是烯烃 ， 在 １中 选 反应 （ ） ２ 中则是 一种有机金属化 合物 Ｒ 机物质的结构和性能 ， 并根据有机物质 的结构 ， 通过碳 原子组装成链 ， 立 建 Ｍ（ Ｍ为 ｚ ， Ａ 或 ｓ ） ｎ Ｂ， ｌ ｎ 。我们所 熟知的赫 克反应属于 反应 （ ） １ 这一 类的 有机分子 ， 最终实现天然有机物 质的人 工合成 。 目前 为止， 人类 已经利 用 交叉偶联反应 ， 根岸反应和铃木反应 属于反应 （ 这一 类。由于反应 底物 ２） 有机合成化学手段创造出几千万种物质 ， 且越来越 多的有机物质 已经广 泛 不同 ， 三个反应 的应用范围和 适用途径也 各不相 同 ， 面对三 位科学 家在 下 应用到制药 、 建材、 食品、 纺织等人 类生活领 域 。 们的生 活也几 乎离不 开 我 钯催化交叉偶联反应领域作出的主要贡献进行简单 的介绍。 有机物 了。合成药物、 塑料等有机 物质 时， 需要用 小的有机 分子 将碳原 子 连接在一起构建新的复杂大分子 ， 因而有机合成 中高效 的连接碳 一 碳键 的
一
以下两个反应式代表了典型 的两类钯催化交叉偶联反应 。
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碳键生成的反应 ， 根据类型的不同， 可分为 自身偶联反应 和交叉偶联 。 又 ２ 碳碳键形成的重要性 ．
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的 主要 应 用 。
【 关键词】诺 贝尔化学奖
钯催化 交叉偶联
应用
２１ ０ ０年 １ Ｏ月 ６日， 瑞典皇家 学院宣布将 诺贝尔化 学奖 授予美 国科学 但又不至于使它太活泼 ， 于是形成温和 的碳 一钯键 ， 在反应过 程中 。wk.baidu.com钯原 子
家理查德 一 赫克、 日本科 学家根岸英 一和铃 木章 ， 以表彰他 们开发有 效 的 又 可 以把 别 的 碳 原 子 吸 引过 来 ， 成 另 一 个 金 属 一碳 键 ， 时 两 个 碳 原 子 形 此
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１ 交叉偶 联反应 ． 偶联反应 ， 从广义 上讲 ， 是 由两个 有机分 子进 行某种 化学反应 而生 就 成一个新有机分子的过 程。狭义 的偶联 反应 是涉及 有机金 属催化剂 的碳
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钯 催 化 交 叉 偶 联 反 应
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◆ 杨发丽 刘克文 杨 光
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【 摘要】￣Ｌ ５ ４ ￣ ８ ０年 的发展 ， ＿． 钯催化 交叉偶联反 应在 大批科 学家共 同的努力下取得 了 巨大成就 ， 为合成天然产物、 复杂药物分子、 聚合物、 功能材料 、 生命 活性化合物等提供 了高效、 致 的工具 ， 为 支撑 制药、 精 成 材料化 学、 电子工 业等现代 工业文 明的 巨大力量。本 文介绍 了 ２１ ０ ０年诺 贝尔化 学奖得 主理查德 一赫克、 岸英一和铃木章在钯催化 交 叉偶联反 应的发现 和发展上作 出的主要贡献 ， 根 并分 析 了该成 果
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赫克反应的发展过程可 以追 溯到 ２ ０世纪 ６ ０年代末。１６ ９ ８年赫 克发 现在室温条件下甲基钯 卤化物或 苯基钯 卤化物 （ ｄ Ｒ＝Ｍｅ Ｐ ； ＲＰＸ； ， ｈ Ｘ＝卤 素） 能够与烯烃发生加成反应 ， 加成得 到的产物 通过 Ｂ一氢 消除最 终得到
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