点“铁”成“铂金”：《Science》报道交叉偶联反应的低价高效新催化剂

贵金属催化一直是有机合成中构建碳碳键、碳氢键以及碳杂原子键的主要方法。钯（Pd）催化是其中的中流砥柱，特别是钯催化的Suzuki-Miyaura、Heck、Negishi反应，这些贡献获得了2010年的诺贝尔奖。不过，贵金属催化剂的成本高，因此，那些能代替贵金属的“可持续”的催化方案越来越受到研究人员的关注。

加州大学圣巴巴拉分校的Bruce H. Lipshutz等人以廉价的FeCl3和ppm级（百万分之一）的Pd作为催化剂，只需一步，就能充分催化Suzuki-Miyaura偶联反应形成碳碳键。其中，加入的表面活性剂使得反应可以在水中进行；纳米胶束既能溶解反应底物，又能将它们传递到“Fe-ppm Pd”催化体系中，导致碳碳键的形成。这种新的催化剂可以在室温下进行分离和储存，而含有表面活性剂和催化剂的含水反应混合物还可以回收利用。该方法预示着在医药和农药的领域中，能够大大地减少钯的使用量。

Fe-ppm Pd催化的Suzuki-Miyaura偶联反应配体为Sphos时收率最高。

这种改良的偶联反应包括四个核心条件：铁盐的存在；ppm级的Pd；Fe与Pd转化成纳米粒子；以及使用水性胶束条件进行催化反应。

该反应对多种底物都有良好的适应性，反应条件温和，并具有较高的收率。其中，底物包括各种芳族和杂芳族化合物，甚至包括芳基卤化物或芳基硼衍生物。

使用该催化体系进行一锅法连续反应，只需要5步，就能合成具有生物活性的多种2,4,5-三取代吡唑-3酮类似物，总收率为68%。同时，该反应还能催化Sonogashira反应，不需要Cu催化剂。

该研究成果发表于《Science》。

http://www.sciencemag.org/content/349/6252/1087.abstract