Suzuki反應的研究進展

摘要：過渡金屬鈀催化的Suzuki反應是碳-碳偶聯反應中最重要的反應之一。本文綜述了近年來Suzuki偶聯反應的研究進展，回顧了鹵代芳烴、PEG、苯硼酸等底物參加的Suzuki反應。同時，還討論了微波反應技術的應用和目前一些新型的Suzuki反應。

關鍵詞：鹵代芳烴；PEG；苯硼酸；微波；新型

中圖分類號： F407.7文獻標識碼：A文章編號：1006-4117（2011）03-0314-01

1981年，Suzuki等發現在四-(三苯基膦)鈀Pd(PPh3)4催化下，芳基硼酸可以與碘代芳烴、溴代芳烴發生交叉偶聯反應。該反應條件不像其他偶聯反應那樣苛刻，而此Suzuki反應的副產物少，反應產率高，并且毒性較小，產物易于處理等很多特點，一直是形成碳-碳鍵最有效的方法之一，引起研究者的廣泛關注。廣泛應用于天然產物、藥物中間體以及功能材料的合成中。

一、Suzuki芳基偶聯反應及機理

Suzuki芳基偶聯反應可以表示為：

Scheme 1

反應經歷了氧化加成、芳基陰離子向金屬中心遷移和還原消除的催化循環過程：

Scheme 2

二、鹵代芳烴參與的Suzuki反應。氯代芳烴相對于其他取代芳烴而言，其原料易得，是一種適合于有機合成生產的理想原料。1996年Saito等首次報道NiCl2(dppf)可以催化氯代芳烴的Suzuki反應，并比較NiCl2(dppf)和Pd(PPh3)4對各種氯代芳烴的催化效果。當氯取代芳烴上接吸電子基團時，NiCl2(dppf)催化的產率通常超過95%，Pd(PPh3)4和 NiCl2(dppf)的效果差不多，甚至更高，但對于接供電基團的氯代芳烴，Pd(PPh3)4的催化效果比NiCl2(dppf)差得多，這說明 Ni催化劑對底物的電負性不如Pd敏感，這正是Ni催化劑的優點，使其有普遍的應用性。Buchwald等道了兩個易于制得的膦配體1 和2，其中配體1對位阻較大的氯苯衍生物的催化活性優于配體2。以烯丙基醚、烯丙基胺、四甲基二烯基二硅氧烷分別與 PdPCy3反應生成的鈀絡合物1~4，催化氯代芳烴的Suzuki偶聯反應取得了好的結果。 Scheme 3（如圖）

三、苯硼酸參與的Suzuki反應。目前合成芳香酮化合物的方法有多種，中利用苯硼酸與羧酸衍生物進行 Suzuki - Type偶聯反應是制備芳香酮化合物的主要手段之一。該方法具有區域和立體專一性，以避免叔醇等副產物的生成，同時可使用的溶劑范圍廣。與其他合成方法相比，機硼試劑低毒、穩定性好易于處理等特點。1999年，Bumagin[酸的促進作用在丙酮-水體系Pd ( II )催化完成了NaBPh4與酰氯的偶聯反應。筆者詳細討論了水的量對反應活性的影響，Pd(OAc)2為催化劑，丙酮溶液中，反應6h，產率96%。當丙酮和水的體積比為1∶1時，應僅需15 min產率即可98%。但是在純水中反應需要較長時間，5h可得97%。 Yamamoto小組幾乎同時獨立地完成了同樣的工作。在THF或二氧六環中以Pd ( PPh3 ) 4為催化劑，反應溫度控制在80℃，可有效地完成芳環、芳雜環酸酐以及脂肪族酸酐的芳酮化反應。

四、微波技術對Suzuki反應的影響。與傳統的加熱方式相比，波加熱具有加熱速度快、熱效率高、節約能源、潔凈、操作簡單等優點，已成為重要的有機合成工具之一。微波加熱方式大大縮短了化學反應時間，以小時計的反應時間縮短到以分鐘，至以秒計的時間，使得反應條件的優化變得更加簡單、快捷，使有機化學進入了一個快速發展的階段。劑等方面多有應用。Basu等[研究了利用4 mol %的Pd (OAc)2/KF/Al2O3作催化劑，在家用微波爐加熱下，多鹵代芳烴與苯硼酸發生偶聯反應，制備了一系列多聚芳烴。Wang將PdCl2 (PPh3) 2擔載到KF/Al2O3載體上，以催化鹵代芳烴與四苯硼鈉的Suzuki 偶聯反應。人們對反應條件作了優化：在氮氣保護作用下，以DMF作溶劑，用微波爐輻射(675W)，10min可反應完全。

結語。自Suzuki芳基偶聯反應開發以來，相繼研究了不同底物，不同催化條件下的反應。從而對于更加明確地了解Suzuki反應提供了幫助。本文致力于對其不同底物以及微波條件下的Suzuki反應的討論，還對其新型的反應做了描述。由于多種底物和催化劑的開發和利用，以及反應條件的優化，Suzuki反應將會在有機合成及高分子合成中得到廣泛的應用。

作者單位：大連大學環境與化學工程學院

參考文獻：

[1]Miyaura N， Yanagi T， Suzuki A．The palladium–catalyzed cross–coupling reaction of phenylboronic acid with haloarenes in the presence of bases [J]. Synth.Commun.， 1981， 11(7):513–519.

[2]Miyaura N， Suzuki A. Palladium–catalyzed cross–coupling reactions of organoboron compounds [J].Chem. Rev.， 1995， 95(7):2457–2483.

[3]Saito S，Sakai M， Miyaura N. A synthesis of biaryls via nickel–catalyzed cross–coupling reaction of chloroarenes with phenylboronic acids[J].Tetrahedron Lett.，1996，37(17):2993–2996.27: 8160-8167.

Scheme 3（如圖）