Kumada（交叉）偶聯(lián)反應(yīng)（熊田偶聯(lián)；Kumada coupling），又稱(chēng)Kumada-Corriu（交叉）偶聯(lián)反應(yīng)，熊田-玉尾-Corriu偶聯(lián)反應(yīng)(Kumada-Tamao-Corriu Cross Coupling)。是指烷基或芳基格氏試劑與芳鹵或乙烯基鹵，芳基三氟甲磺酸酯等等在鎳或鈀催化下的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。
計(jì)量格氏試劑發(fā)生的自偶聯(lián)反應(yīng)很早就已報(bào)道。關(guān)于格氏試劑與鹵代烴之間偶聯(lián)反應(yīng)的研究最早是在1971年，當(dāng)時(shí)Tamura和Kochi發(fā)展了用銀、銅、和鐵催化劑催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)。1972年，Kumada等報(bào)道了格氏試劑苯基溴化鎂與芳鹵或乙烯基鹵在鎳催化劑NiCl2(dppp)2作用之下交叉偶聯(lián)為苯乙烯的反應(yīng)。同年，Corriu等發(fā)現(xiàn)苯基溴化鎂與β-溴苯乙烯在乙醚溶劑中和另一鎳催化劑乙酰丙酮合鎳(II)催化之下，可得反-二苯乙烯。此后，1975年Murahashi等將此反應(yīng)拓展至鈀催化。[1]
Kumada偶聯(lián)是生成sp2碳-碳鍵的反應(yīng)，就是所謂的”交叉偶聯(lián)”反應(yīng)的先驅(qū)，此反應(yīng)在實(shí)用和學(xué)術(shù)雙方面都是一個(gè)重要的里程碑。操作簡(jiǎn)單，而且該反應(yīng)使用廉價(jià)鎳，實(shí)用性也很高。另一方面，相對(duì)于使用鈀催化劑，鎳的反應(yīng)性更溫和，而且化學(xué)選擇性也更好。但是此反應(yīng)的缺點(diǎn)是不能應(yīng)用于含有能與格式試劑反應(yīng)的官能團(tuán)的底物上。利用鋅以及其轉(zhuǎn)移金屬化后的相對(duì)低反應(yīng)活性的有機(jī)鋅試劑(根岸交叉偶聯(lián))，或者用Fe(III)催化劑(Kochi-Fustner交叉偶聯(lián))替代Ni?Pd，有時(shí)可以解決上述問(wèn)題。[2]
反應(yīng)有如下特點(diǎn)：一、在鎳催化進(jìn)程中，催化活性與膦配體的性質(zhì)有關(guān)，如Ni(dppp)Cl2> Ni(dppe)Cl2> Ni(PR3)2Cl2 ~Ni(dppb)Cl2；二、烷基(sp3)格氏即使含有β氫也會(huì)進(jìn)行傾向于交叉偶聯(lián)而不是發(fā)生β消除；三、仲烷基格氏試劑會(huì)重排為對(duì)應(yīng)的伯烷基格氏試劑，然而重排與否和膦配體的堿性和鹵代芳烴的性質(zhì)有關(guān)；四、dppf可以有效的減慢β消除，另外可以加速還原消除過(guò)程，從而使仲烷基格氏試劑進(jìn)行偶聯(lián)而不是發(fā)生重排；五、氯代芳烴甚至氟代芳烴都可以進(jìn)行鎳催化的交叉偶聯(lián)；六、偶聯(lián)具有立體選擇性，發(fā)生反應(yīng)的乙烯基鹵代烴構(gòu)型保持；七、鈀催化的反應(yīng)有更好的立體和化學(xué)選擇性，可以和更多的碳負(fù)離子反應(yīng)，如有機(jī)鋰試劑，但是氯代芳烴不能發(fā)生反應(yīng)，溴代和碘代芳烴可以；八、常用的是格氏試劑和有機(jī)鋰試劑，另外，有機(jī)鈉試劑，有機(jī)銅鋰試劑，有機(jī)鋁，有機(jī)鋅，有機(jī)錫，有機(jī)鋯和有機(jī)硼試劑都可以發(fā)生偶聯(lián)；九、不能應(yīng)用于含有能與格式試劑或有機(jī)鋰反應(yīng)的官能團(tuán)的底物上[4]。
反應(yīng)機(jī)理
Kumada在論文中第一次提出了催化循環(huán)的機(jī)理，整個(gè)循環(huán)包括三部：氧化加成，金屬轉(zhuǎn)移，還原消除。這一觀點(diǎn)的提出改變了以往對(duì)于碳碳鍵形成的認(rèn)知。通過(guò)鎳-膦配體第一次提出了分子催化的概念，而且催化活性與膦配體有關(guān)。[3]經(jīng)過(guò)后來(lái)的發(fā)展，由于鎳催化劑只能用于格氏試劑，而不能用于有機(jī)鋰試劑，因此又有鈀催化劑的出現(xiàn)。Kumada偶聯(lián)的機(jī)理如下：
反應(yīng)應(yīng)用
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