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在碱存在下有机硼试剂和芳香或烯基卤代物（或芳香三氟甲磺酸酯）在钯催化下进行交叉偶联的反应。反应中碱的作用主要是促进金属转移。Suzuki反应（铃木反应），也称作Suzuki偶联反应、Suzuki-Miyaura反应（铃木－宫浦反应），是一个较新的有机偶联反应，该反应由A. Suzuki 和N. Miyaura在1979年首先报道，在有机合成中的用途很广，具强的底物适应性及官能团容忍性，常用于合成多烯烃、苯乙烯和联苯的衍生物，从而应用于众多天然产物、有机材料的合成中。铃木章也凭借此贡献与理查德·赫克、根岸英一共同获得2010年诺贝尔化学奖。
反应特点：一、反应条件温和；二、有机硼酸类化合物稳定，许多都可以直接买到；三、生成的无机物副产物都很容易除去，适合工业化生产；四、有机硼酸环境友好，毒性远低于有机锡试剂（）；五、各种官能团的底物都可以顺利进行此反应， 对官能团的耐受性非常好，-CHO、-COCH3、-COOC2H5、-OCH3、-CN、-NO2、-F等官能团进行反应而不受影响 ，而且水不影响此反应，甚至很多条件下需要加入水作为溶剂；六、此偶联反应具有立体选择性和区域选择性， 不同卤素、以及不同位置的相同卤素进行反应的活性可能有差别，三氟甲磺酸酯、重氮盐、碘鎓盐或芳基锍盐和芳基硼酸也可以进行反应，活性顺序如下： R 2 -I > R 2 -OTf > R 2 -Br >> R 2 -Cl ；七、sp3-杂化的烷基硼烷也可以进行此反应【 】。反应缺点：一、反应对氧气敏感，溶剂中溶解的少量氧气也可能导致硼酸自身偶联副产物的生成；二、反应必须在碱存在下才能进行，但是碱性条件下，一些手性底物可能会发生消旋，或者发生羟醛缩合副反应。三、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。
下图是Suzuki反应的通式：
反应催化剂 此反应广泛使用的催化剂为Pd(PPh3)4与PdCl2(dppf)，其它的还有Pd(PPh3)2Cl2和NiCl2(dppf) 等等。其他的配体还有：XPhos，SPhos，AsPh3、n-Bu3P、(MeO)3P，以及双齿配体Ph2P(CH2)2PPh2(dppe)、Ph2P(CH2)3PPh2(dppp)等。（以上的所有Pd配体都是厌氧的，因此反应必须在氮气，氩气等惰性气体下反应）。有些反应还需要另外一些高催化活性的配体的参与，它们具有的共性就是电富性较强和空间位阻大。这是因为电富性较强的配体是有利于氧化加成反应；空间位阻大的配体有利于还原消除。开发高效价廉的新催化剂和配体是一个研究的方向, 近年来有一些高活性的催化剂也得到广泛应用，如Pd(dtbpf)Cl2（基本上可以代替常用的Pd(dppf)Cl2，而且活性更高）【】, Bedford钯催化剂, Pd(tBu)3-G4等。
碱 Suzuki反应中的碱也有很多选择，最常用的是碳酸钾，碳酸钠，碳酸铯，磷酸钾等。碱金属碳酸盐中，活性顺序为：Cs2CO3 > K2CO3 > Na2CO3 > Li2CO3。而且，加入氟离子（F−）会与芳基硼酸形成氟硼酸盐负离子，可以促进硼酸盐中间体与钯中心的反应。因此，氟化四丁基铵、氟化铯、氟化钾等化合物都会使反应速率加快，甚至可以代替反应中使用的碱。
近期，Scott E. Denmark等人报道了，使用在有机溶剂中溶解性好的TMSOK做碱，Suzuki反应可在无水的条件下均相进行，反应时间可短至5分钟，而且反应收率优秀，可避免脱硼副产物。优化后的具体条件为：Pd-P(t-Bu)₃-G3(2 mol%)、TMSOK (1.4 eq.)、新戊基硼酸酯(1.2 eq.)、THF做溶剂，室温反应(ACS Catal. 2020, 10, 73 − 80)。
有机硼 硼酸和硼酸酯是最常用的有机硼底物，但是有些反应会发生脱硼副反应。对于该问题，文献报道可使用硼酸等价物氟硼酸钾盐、MIDA硼酸酯【】、硼酸三醇酯等现场缓慢释放出硼酸来缓解，或者使用合适的配体或二次转金属试剂促使偶联的反应速率远远大于脱硼的反应速率，而更可靠的方法是使用无机碱参与的无水条件，彻底避免接触到质子源。但是无机碱在反应体系中往往溶解性不佳，会带来非均相反应的其他问题。【】
吡啶-2-硼酸非常溶于脱硼，James Z. Deng等人报道在普通Suzuki条件中加入1当量CuCl能够很好的提高缺电子杂芳基硼试剂的偶联收率【Org. Lett. 2009, 11, 345−347】。
普通的芳卤和芳基硼酸的Suzuki偶联 这一类反应是我们最常碰到的，所用的方法即为Suzuki偶联反应的普通操作：在水的存在下，加入催化剂、碱和有机溶剂，加热回流一段合理的时间完成反应，但反应体系必须全程严格控制在无氧的环境下。通常如果反应可行的话，这种方法所得的产率也是较高的。碱的话多用K2CO3，也有K3PO4、 Na2CO3、CsF、Cs2CO3、t-Bu-Na等等,一般不用NaHCO3。碱的强度对大位阻的2,4,6-三甲基硼酸的偶联反应的影响次序是: Ba(OH)2>NaOH > K3PO4 > Na2CO3 >NaHCO3。但是, 用弱碱往往比用强碱反应干净一些，溶剂体系一般用toluene/ EtOH / H2O,也有CH3CN / H2O或dioxane / H2O。
大位阻芳基硼酸参与Suzuki偶联反应 芳基硼酸的立体位阻对Suzuki偶联反应的影响比芳基卤的立体位阻对Suzuki偶联反应的影响大得多。当芳基硼酸的邻位是二取代物时, 反应的速率很慢, 收率很低。加入强碱水溶液如NaOH或Ba(OH)2, 以甲苯和DME为溶剂对反应有显著的加速作用。碱的强度对2,4,6-三甲基硼酸的偶联反应的影响次序是: Ba(OH)2>NaOH > K3PO4 > Na2CO3 >NaHCO3。但是, 用弱碱往往比用强碱反应干净一些。2011年， 中科院上海有机化学研究所汤文军教授利用联芳基低位芳香环为9-蒽基的DHBOP配体——AntPhos高效完成了一系列大位阻芳香硼酸（酯）与卤代芳香烃的Suzuki-Miyaura偶联，其中不乏两种反应物的芳基均为邻位双取代的情况，活性低的氯代芳香烃、贫电子的芳香硼酸（酯）也能顺利参与反应，另外烷基硼酸的Suzuki-Miyaura偶联也可以顺利进行【Chem. Eur. J. 2013, 19, 2261；Org. Chem. Front. 2014, 1, 225】。
含敏感功能团的芳基硼酸（酯）参与Suzuki偶联反应 2-醛基苯硼酸和2-碘甲苯在Na2CO3水溶液和DME中80℃反应, 目标化合物的收率只有39%.提高收率的一个方法是: 使用相应的芳基硼酸酯代替芳基硼酸, 以无水K3PO4为碱, 用DMF作溶剂, 收率可以提高到89%. 如果芳基硼酸或芳卤本身带有其它对水敏感的集团，如易水解的酯基（尤其是甲酯，乙酯活性还低些）、氰基等等，这时也可以应用这种方法，实验证明在无水的情况下，即使碱不溶解，很多的底物也可以进行Suzuki偶联反应。如果底物既带着酯基又只能在有水存在下才能反应的，怎么办？方法之一：加入痕量的水, 如果底物本身含有甲酯就不能在toluene/EtOH/H2O里反应了，因为会发生酯交换反应，但只要把其中的EtOH换成MeOH即可解决这个问题。方法之二：先得到羧酸产物然后再酯化。
烷基硼酸参与Suzuki偶联反应 对于芳基卤和甲基硼酸(酯)参与的Suzuki反应, 收率一般都很低。一个改进的方法是用剧毒的TlOH或Tl2CO3作碱, Suzuki反应的收率有提高。近来有报道用甲基三氟硼酸钾代替甲基硼酸, 取得了较好的结果。这种方法突出的优点是试剂易于制备, 对空气稳定, 并且用于Suzuki偶联反应一般可以得到较好的结果。
去年日本RIKEN生物系统动力学研究中心的Takashi Niwa和大阪大学的Yuta Uetake等研究者设计了一种配位饱和的阳离子有机钯（II）中间体，成功地实现了Lewis酸介导的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应。
【Nat. Catal., 2021, 4, 1080–1088】
反应机理
Suzuki偶联反应的催化循环过程通常认为先是Pd(0)与卤代芳烃发生氧化-加成反应生成Pd(II)的络合物 ，然后与活化的硼酸发生金属转移反应生成Pd(II)的络合物 ，最后进行还原-消除而生成产物和Pd(0)。
在整个suzuki-coupling反应循环中，Pd(0)与卤代芳烃发生氧化-加成反应生成Pd(II) 的络合物这一步被认为是起决定作用的步骤。底物卤代芳烃中离去基团的相对活性有如下特征：I - > Otf -> Br - >> Cl -。芳基和烯基上若带有取代基，则吸电子基团对氧化-加成的促进作用要比给电子基团强。在Pd(II)的络合物的还原-消除得到偶联产品的步骤中，相对的速率为：aryl–aryl> alkyl–aryl > n-propyl–n-propyl > ethyl–ethyl > methyl–methyl。
反应实例
【Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 2002, 41, 512-515】
【Org. Lett.2000, 2, 2575-2578】
【J. Org. Chem.1999, 64, 23-27】
【J. Am. Chem. Soc.2004, 126, 10313-10318】
【J. Org. Chem.1994, 59, 7164–7168】
【Heterocycles1998, 48, 1887–1901】
【J. Am. Chem. Soc.2004, 126, 10313–10318】
【J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3826–3827】
图片来源：有机合成路线自绘
【 Org. Lett. 2011, 13, 3956–3959 】
【Org. Lett.2013, 15, 3950-3953】
【Science 2014, 345, 433】
【J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 9847】
2022年，赛诺菲集成药物发现部门的 Elisabeth Speckmeier 和 Thomas C. Maier 提出了新型的氨基自由基转移（ART）概念， 成功实现了光氧化还原 / 镍双催化下芳基卤与烷基硼酸频哪醇酯的 C(sp²)-C(sp³) 交叉偶联。伯胺或仲胺产生的自由基能活化原本光化学惰性的硼酸频哪醇酯，让反应在温和、快速的条件下进行且对空气稳定，同时展现出优异的官能团耐受性。通过 50 余个包含未保护醇、胺和羧酸的反应实例证明，该方法可快速构建有机合成和药物化学中的重要骨架。此外，该反应无需额外防护或流动反应装置，可实现克级规模放大，且放大过程中反应效果不受显著影响。【
J. Am. Chem. Soc.2022 , 144 , 9997–10005】
相关文献
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2. Tidwell, J. H.; Peat, A. J.; Buchwald, S. L. J. Org. Chem. 1994, 59, 7164–7168.
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4. (a) Kawasaki, I.; Katsuma, H.; Nakayama, Y.; Yamashita, M.; Ohta, S. Heterocycles 1998, 48, 1887–1901. (b) Kawaski, I.; Yamashita, M.; Ohta, S. Chem. Pharm. Bull. 1996, 44, 1831–1839.
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12. Ramgren, S.; Hie, L.; Ye, Y.; Garg, N. K. Org. Lett. 2013, 15, 3950-3953.
参考资料
一、Name Reactions （A Collection of Detailed Reaction Mechanisms）, Jie Jack Li, Suzuki–Miyaura coupling，page 593-594.
二、维基百科（铃木反应词条）
三、药明康德《经典合成反应标准操作》/Suzuki反应刘德军、武伟编著
四、Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis, László Kürti and BarbaraCzakó, Miyaura boration, page 296.
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