鈀催化交叉偶聯反應是一類用於形成碳碳鍵的重要化學反應，在有機合成中套用十分廣泛。
基本介紹
- 中文名：鈀催化交叉偶聯反應
- 外文名：Palladium-catalyzed cross-coupling reactions
- 釋義：用於碳碳鍵形成的重要化學反應
- 作用：製造複雜的有機材料
- 套用：工業化生產
簡介,三個發展階段,套用,諾貝爾獎,釋疑,
簡介
為製造複雜的有機材料，需要通過化學反應將碳原子集合在一起。但是碳原子在有機分子中與相鄰原子之間的化學鍵往往非常穩定，不易與其他分子發生化學反應。以往的方法雖然能令碳原子更加活躍，但是，過於活躍的碳原子卻又會產生大量副產物，而用鈀作為催化劑則可以解決這個問題。鈀原子就像“媒人”一樣，把不同的碳原子吸引到自己身邊，使碳原子之間的距離變得很近，容易結合——也就是“偶聯”。這樣的反應不需要把碳原子激活到很活躍的程度，副產物比較少，因此更加精確而高效。赫克、根岸英一和鈴木章通過實驗發現，碳原子會和鈀原子連線在一起，進行一系列化學反應。這一技術讓化學家們能夠精確有效地制出他們需要的複雜化合物。
三個發展階段
一、大約100年前，法國化學家維克多·格林尼亞發現，將一個鎂原子同一個碳原子偶聯在一起，會將額外的電子推向這個碳原子，使得它能夠更容易同另外一個碳原子連線在一起。不過，科學家們發現，這樣的方法在創造簡單的分子時起到了效果，但是在對更為複雜的分子進行合成時，在試管里卻發現了很多並不需要的副產品。
二、早在上世紀60年代，赫克就為鈀催化交叉偶聯反應奠定了基礎，1968年，他報告了新的化學反應——赫克反應，該反應使用鈀作為主要的催化劑來讓碳原子連線在一起。
根岸英一
根岸英一三、1977年，根岸英一對其成果進行了精練，他使用一種有機氯化物作為催化劑；兩年後，鈴木章發現使用有機硼化合物的效果會更好。
套用
如今，“鈀催化交叉偶聯反應”被套用於許多物質的合成研究和工業化生產。例如合成抗癌藥物紫杉醇和抗炎症藥物萘普生，以及有機分子中一個體格特別巨大的成員——水螅毒素。科學家還嘗試用這些方法改造一種抗生素——萬古黴素的分子，用來滅有超強抗藥性的細菌。此外，利用這些方法合成的一些有機材料能夠發光，可用於製造只有幾毫米厚、像塑膠薄膜一樣的顯示器。科學界一些人士表示，依託“鈀催化交叉偶聯反應”，一大批新藥和工業新材料應運而生，這三名科學家的科研成果如今已經成為支撐製藥、材料化學等現代工業文明的巨大力量。鈀催化反應的套用：對製藥工業舉足輕重。
根岸英一
根岸英一諾貝爾化學獎委員會主席拉爾斯·哲蘭德說：“有人告訴我說，目前25%的合成藥品都由這三種反應中的一種製成，因此，他們的發明對製藥工業具有舉足輕重的影響。鈀具有非常神奇的屬性，它可以讓兩個不同的碳原子連線在一起，使得它們更靠近並且在非常溫和的環境下就能發生反應。”
瑞典皇家科學院表示，科學家已經使用鈀催化交叉偶聯反應人工合成了最開始在海綿中發現的抗癌藥物，目前，科學家已經開始進行臨床測試。而且，科學家也使用該方法製造出了新的抗體和許多其他有用的藥物，包括抗炎鎮痛藥物萘普生（NAPROXEN）等等。
諾貝爾獎
2010年10月6日在瑞典皇家科學院舉行的新聞發布會上，瑞典皇家科學院常任秘書諾爾馬克首先宣讀了獲獎者名單。他說，赫克、根岸英一和鈴木章在“鈀催化交叉偶聯反應”研究領域作出了傑出貢獻，其研究成果使人類能有效合成複雜有機物。
鈴木章
鈴木章釋疑
以鈀為“媒”撮合碳原子
碳原子化學性質不活潑，不願相互結合。怎么讓這些懶洋洋的碳原子活躍起來，好將它們湊作一堆？
一百多年前人們已經想到辦法，法國科學家格林尼亞發明了一種試劑，利用鎂原子強行塞給碳原子兩個電子，使碳原子變得活躍。這是一項非常重要的成果，使格林尼亞獲得了1912年的諾貝爾化學獎。但是這樣的方法在合成複雜大分子的時候有很大局限。人們不能控制活躍的碳原子的行為，反應會產生一些無用的副產物。在製造大分子的過程中，副產物生成得非常多，反應效率低下。用鈀作為催化劑可以解決這個問題。鈀原子就像“媒人”一樣，把不同的碳原子吸引到自己身邊，使碳原子之間的距離變得很近，容易結合——也就是“偶聯”，而鈀原子本身不參與結合。這樣的反應不需要把碳原子激活到很活躍的程度，副產物比較少，更加精確而高效。
赫克
赫克碳氫鍵活化
這是有機化學裡的一個概念。 是最近幾年興起地一個有機化學中重要的領域。
按反應機理上來講，一般為氧化還原型的和複分解型的，而從催化劑來看，可以分為金屬催化的和非金屬催化的。
由於有機化學可認為是定向地斷裂和生成C-X鍵的過程，因此在反應中通常需要定位基團，可以高效地構築C-X鍵，但在在些過程中也有這樣一個問題，那就是定位基團的引入使得反應原子經濟性不高，而如果不引入定位基團，而是直接選擇性地斷裂C-H鍵，進一步地發生其它反應，這樣就能高效地構築化合物，提高反應效率和原子經濟性。
