交叉偶聯反應，尤其是鈴木反應，是廣泛使用的合成方法之一，用於創建新的 C-C 鍵，從較小的分子形成更複雜的分子。 在鈴木反應或鈴木-宮浦反應中，有機硼化合物和有機六等化物在鹼存在下使用鈀絡物作為催化劑進行交叉偶聯。該反應在製藥工業中用於連接芳環結構，以產生用於 API 合成的更複雜的中間化合物。相關的偶聯反應包括根岸和赫克，它們在交叉偶聯反應中也使用過渡金屬配合物作為催化劑。 根岸反應將有機六化物與有機鋅化合物偶聯形成C-C鍵，而赫克反應則使用鈀催化劑將不飽和鹵化物與烯烴偶聯，形成取代的烯烴。
還有許多其他反應在交叉偶聯產物中形成 CC 鍵。 在 Kumada-Corriu 偶聯中，格氏試劑和有機鹵化物使用鈀或鎳偶聯。Sonogashira 反應 使用鈀催化劑和銅助催化劑將炔炔 和 芳基 或 鹵化乙烯交叉偶聯 。
一般來說，常用的交叉偶聯反應可分為 催化反應 或非催化反應。 催化交叉偶聯反應通常使用過渡金屬，例如鈀、鋅、鎳與多種配體絡合。 格氏反應 是非催化 CC 鍵形成合成的一個例子。
催化交叉偶聯反應包括：
在鈴木 - 或鈴木 - 宮浦 - 反應中，有機硼酸和有機六內酯在鹼存在下使用鈀絡合物作為催化劑交叉偶聯。該反應在製藥工業中用於連接芳環結構，以產生用於 API 合成的更複雜的中間化合物。
鈴木耦合反應中發生三個基本過程。第一步，通過芳基鹵化物氧化加成 Pd（0） 絡合物形成 Pd（II） 中間化合物。接下來，在鹼存在下，有機硼烷化合物與 Pd（II） 中間體反應，並通過金屬轉代形成第二個中間絡合物。最後，通過還原消除形成產物並重建原始的 Pd（0） 配合物。
查看我們完整的綠色和可持續化學資源列表，包括案例研究和行業示例。本白皮書展示了梅特勒-托利多先進技術提供的資訊如何幫助在製藥、化學和聚合物分子和產品的研究、開發和生產中支持綠色和永續化學
交叉偶聯反應是實現 C-C 鍵以及 C-H、C-N、C-O 等鍵形成的最廣泛使用的方法之一。 因此，交叉偶聯反應在製藥、聚合物和天然合成應用中非常重要。在廣泛採用的鈴木反應的情況下，這種合成方法有許多優點：
赫克反應在商業應用中也很重要。例如，藥物孟魯司特（哮喘）、萘普生（NSAID）、依立曲坦（偏頭痛）和利匹韋林（HIV）都在合成中使用了赫克反應。Sonogashira 反應用於特比萘芬（殺菌劑）的合成。由於與錫烷和水/氧敏感性相關的毒性，根岸反應通常不用於大規模合成，但事實證明它在天然產物合成中非常有用。
鈴木偶聯和相關反應範圍不斷擴大的部分原因是新型有機硼化合物和過渡金屬催化劑配合物的研究、開發和可用性不斷擴大。原位振動在合成這些試劑和催化劑的活性和結構方面提供了重要信息，例如配體如何鍵合。此外，通過原 位振動光譜觀察和識別偶聯反應過程中形成的中間體。在 化學製程開發和放大中，研究溫度、加藥速率和攪拌等反應變數對偶聯反應的影響可以優化合成。
由於這些原因， ReactIR 和 ReactRaman 原位振動光譜是研究鈴木和相關耦合反應的寶貴工具。此外，為了確保製程安全並支援反應變數影響的研究， EasyMax 和 EasyMax HFCal 在量化反應動力學和熱力學方面非常重要。在需要反應樣品進行離線測試的情況下， EasySampler 提供無人值守的自動樣品去除和稀釋，而不會干擾反應。
根據您的日程安排從您的工作或家庭辦公室查看實時電子演示。
作者報告了從 Knochel-Hauser 衍生物芳基鎂鹵化物 TMPMgCl•LiCl 和 TMP2Mg•2LiCl 原位生成的格氏試劑 （RMgX） 在雜環與碘或溴苯化合物 的伸縮鏡 Kumada-Corriu CC 偶聯中使用。這種快速反應是在溫和的條件下進行的，包括環境溫度， 是在根岸偶聯條件下用鋅鹽進行金屬轉移的有效替代方案。
ReactIR追蹤吡唑哌啶化合物的去質子化形成金屬-吡唑哌啶中間體，並顯示該中間體化合物在14小時內具有良好的穩定性。 然後使用ReactIR追蹤中間體向Kumada-Corriu偶聯產物化合物的轉化。 原位FTIR資訊表明，去質子化和偶聯都發生得很快。
Kyle Clagg、Sara Hold、Archana Kumar、Stefan G. Koeniga、Remy Angelaud，“伸縮式 Knochel-Hauser / Kumada-Corriu 耦合策略到功能化芳香族雜環”，Tetra。讓， 2019， 60（1）， 5-7
作者研究了芳基溴與乙烯基硼化合物的鈴木-宮浦交叉偶聯造成的安全隱患。 具體來說，在特定條件下記錄的 1-溴-3-（三氟甲基）苯與三氟硼酸乙烯鉀交叉偶聯的熱剖面顯示，在添加催化 1,1'-雙（二苯基膦）二氟化鈀 （II） [Pd（dppf）Cl2] 時出現顯著放熱。 通過使用 EasyMax 進行量熱研究， 他們確定，相對於無水條件，水系中的反應速率和放熱都更大，但即使在沒有水的情況下，放熱大小和放熱速率也高度依賴於反應物、試劑、溶劑和催化劑。 在某些情況下，反應的最高溫度高於溶劑的沸點或有利於反應混合物的分解。
對放熱的具體來源進行了進一步調查。 在早期的工作中，研究表明苯乙烯產物的聚合可能與放熱有關。 為了確定聚合是否可能是原因，採用 ReactIR 測量來跟踪添加 Pd（dppf）Cl2 後起始材料的消耗，並發現這與觀察到的熱轉換相關。 然後將混合物保持在長時間的反應條件和 ReactIR 追蹤顯示沒有產物聚合，從而消除了該潛在原因。
楊強、Belgin Canturk、Kaitlyn Gray、Elizabeth McCusker、Min Sheng、李方正，有機製程研究與發展 ，2018,22 （3），351-359
作者報告了原位 FTIR 光譜在優化 Heck-Matsuda 反應中的應用，這是一種鈀催化合成，可將烯烴與芳基交叉偶聯。 與使用烷基鹵化物的反應相比，Heck-Matsuda 反應使用與相應烯烴反應的芳珴重氮鹽。 這些反應是在溫和的反應條件下進行的， 然而，對重氮鹽形成的 監測不足可能會導致安全問題。 因此，ReactIR 跟踪原位合成芳珴重氮鹽的伸縮鏡反應，然後添加烯烴和醋酸鈀催化劑以形成偶聯產物。 1020 cm-1 （C-O） 和 1640 cm-1 （C=C） 處的 IR 波段被分配給鈀配合物 添加水後， 這些條帶消失了，出現了 1740 cm-1 （C=O） 處的新條帶，表明烯爀-鈀絡合物通過酮烯醇互變異構化轉化為醛產物。
K. Sateesh Reddy、Bandi Siva、S. Divya Reddy、N. Reddy Naresh、TVP Pratap、B. Venkateswara Rao、Yi-An Hong、B. Vijaya Kumar、A. Krishnam Raju、P. Muralidhar Reddy、Anren Hu，“肄二氮鹽形成的原位 FTIR 光譜監測及其在 Heck-Matsuda 反應中的應用”，分子 2020， 25， 2199
Erran Song， Jiong Wang， Tiesheng Li， Wuduo 趙明華 Liu， Yangjie， Wu， “Novel ordered cyclopalladated aryl imine monolayers—Structure Designing for Enhancing Catalytic Performance”， Molecular Catalysis， 2020， 482， 110671
K. Sateesh Reddy、Bandi Siva、S. Divya Reddy、N. Reddy Naresh、TVP Pratap、B. Venkateswara Rao、Yi-An Hong、B. Vijaya Kumar、A. Krishnam Raju、P. Muralidhar Reddy、Anren Hu，“肄二氮鹽形成的原位 FTIR 光譜監測及其在 Heck-Matsuda 反應中的應用”，分子 2020， 25， 2199
Matelienė （née Dauksaîtė）， Jan Knaup， Frank von Horsten， Xiaoting Gu， Heiko Brunner，“利用氧化鋁上原位生成的鈀通過 Heck-Matsuda 反應對衣康酸二甲酯進行良性芳基化”，EurJOC，2020,1,127-135
黃平平， 宋二然， 孫一夢， 李鐵生， 魏東輝， 劉明華， 吳揚傑， “希夫基Pd（II）/Fe（III）雙金屬自組裝單層---製備、結構、催化動力學和協同作用， 分子催化， 2019， 469， 75-86
Qiang Yang， Nicholas R. Babij， Steffen Good， “Potential Safety Hazards Associated with Pd-Catalyzed Cross-coupling Reactions”， Org. Process Res. Dev. 2019， 23， 12， 2608–2626
商偉麗， 曾向峰， 李鐵生， 徐文健， 魏東輝， 劉明華， 吳揚傑“活性中心的受控分佈以增強有序Pd/Co催化納米單層的催化活性”， J. Catalysis， 2019， 376， 228-237
Qiang Yang， Neeraj Sane， Daniel Klosowski， Melissa Lee， Tay Rosenthal， Nick X. Wang， Eric Wiensch， “Mizoroki–Heck Cross-Coupling of Bromobenzenes with Styrenes： Another Example of Pd-Catalyzed Cross-Coupling with Potentially Safety Hazards”， Org. Process Res. Dev. 2019， 23， 10， 2148–2156
Kyle Clagg、Sara Hold、Archana Kumar、Stefan G. Koeniga、Remy Angelaud，“伸縮式 Knochel-Hauser / Kumada-Corriu 耦合策略到功能化芳香族雜環”，Tetra。讓， 2019， 60（1）， 5-7
Satoshi Nakane， Sho Yoshinaka， Shoutaro Iwase， Yoshihiro Shuto， Paul Bunse， Bernhard Wunsch， Shinji Tanaka， Masato Kitamura， “通過不對稱 NaBH4 還原 β-酮酯的矽烯醇化物合成氟匹定”， Tetrahedron 2018， 74（38）， 5069-5084
Qiang Yang， Belgin Canturk， Kaitlyn Gray， Elizabeth McCusker， Min Sheng， Fangzheng Li， “Evaluation of Potential Safety Hazards Associated with Suzuki−Miyaura cross-coupling of Aryil Bromides with Vinylboron Species”， Org. Process Res. Dev. 2018， 22， 351−359
Indrek Kalvet、Gulliaume Magnin、Franziska Schoenebeck，“空氣中鈀 （I） 催化實現的聚（偽）鹵化芳烴的快速室溫、化學選擇性 Csp2 - Csp2 偶聯”，Angew。國際化學版 ， 2017， 56， 1581-1585
Jesús A. Molina de la Torre、Ana C. Albéniz，“乙烯基加成聚降冰片烯中摻入的α-二胺-鈀絡合物：合成和催化活性”，Eur. J. Inorg。化學 2017， 2911–2919
薛子倩， 黃平平， 李鐵生， 秦鵬曉， 蕭丹， 劉明華， 陳鵬磊， 吳揚傑， “一種新型的”隧道狀“環偶化芳氨酸催化劑固定在氧化石墨烯納米片上”， Nanoscale， 2017， 9， 781
Jesús A. Molina de la Torre， Ana C. Albéniz，“乙烯基加成聚降冰片烯作為 N-雜環卡賓鈀配合物的載體：C-C 交叉偶聯反應中的催化活性”，ChemCatChem，2016,8（13），2241–2248
Chengxi Li、Tianyu Chen、Bowen Li、Guolan Xiao、 Wenjun Tang，“通過鈴木-宮浦交叉偶聯有效合成含有無環仲烷基的空間位阻芳烴”，Angew。化學， 2015， 54（12）， 3792-3796
Josep Llaveria、Daniele Leonori、Varinder K. Aggarwal，“硼酯與 N-雜芳族化合物的立體特異性偶聯”，J. Am. Chem. Soc. 2015， 137（34）， 10958–10961
Chengxi Li， Guolan Xiao， Qing Zhao， Huimin Liu， Tao Wang， and Wenjun Tang， “Sterically Demanding Aryl-烷基鈴木-宮浦偶聯”， Org. Chem. Front.， 2014， 1， 225-229
Ciril Jimeno、Ute Christmann、Eduardo C. Escudero-Adn、Ramon Vilar、Miquel A. Perics，“芳基氯化物與單連接鈀催化劑胺化的研究：合作機制的動力學證據”， Chem. Eur. J. 2012， 18， 16510 – 16516
A. Stephen K. Hashmi、Christian Lothschütz、Constantin Böhling、Frank Rominger，“從異腈到卡賓：新型 NAC− 和 NHC−鈀 （II） 化合物的合成及其催化活性”，有機金屬學 2011， 30（8）， 2411–2417