《Nature》：多金属催化的交叉偶联反应，让有机金属试剂“退休”

过渡金属催化形成新的碳碳键在有机化学领域占据了重要的一席之地，能够有效合成多种配体、材料和生物活性分子。对于很多反应来说，如果单一金属催化无法实现高选择性和高收率，那么可以试试两种不同催化剂的协同效应——多金属催化，可能会有意料之外的结果。

许多重要的反应都依赖多金属催化，如烯烃的Wacker氧化，以及炔与芳基卤化物的Sonogashira偶联。但这种方法在很大程度上局限于具有不同反应性金属的使用，而其中只有一种金属催化剂经历氧化加成。

美国罗切斯特大学（University of Rochester）的Daniel J. Weix团队利用两种金属催化剂的协同作用——镍催化剂(bpy)NiBr2和钯催化剂(dppp)PdCl2，实现了交叉Ullmann反应（两种不同的芳基亲电体交叉耦合）。

这种方法将芳基溴化物与芳基三氟甲磺酸酯直接连接在一起，避免了使用芳基金属试剂，并且可以避免自交叉偶联副产物的生成，有利于直接芳基化。两个催化剂的正交反应性和两个芳基金属中间体的相对稳定性，使得该反应不需要任何过量的底物就可以实现高选择性。其中，钯催化剂优先与芳基三氟甲磺酸酯反应，得到稳定的中间体；而镍催化剂优先与芳基溴化物反应，形成不稳定的活性中间体。虽然每个催化剂单独使用只能产生低于5％的交叉偶联产物，但如果二者“合作”，产率将高达94%。

这一结果提供了一种合成联芳基、杂芳基和二烯的新方法，同时也揭示了两个金属催化剂之间配体选择性转移的机理。研究人员预计，对于目前需要有机金属试剂才能制备的许多药物而言，这一反应将大大简化它们的合成。

该研究成果刊发于《Nature》。

http://www.nature.com/nature/journal/v524/n7566/full/nature14676.html