钯催化的交叉偶联反应是现代有机合成的基石。其中,Sonogashira偶联(1975年)和Buchwald-Hartwig偶联(1994年)分别实现了C(sp²)–C(sp)与C(sp²)–N键的高效构建,在药物、材料和天然产物合成中应用广泛。
该反应在铜(I)共催化下,将芳基/乙烯基卤化物与端炔偶联,生成共轭烯炔或芳炔。典型催化剂为Pd(PPh₃)₂Cl₂,CuI用作助催化剂,胺(如三乙胺)同时作为溶剂和碱。机理包括:Pd(0)氧化加成至C–X键,铜-炔配合物的转金属化,还原消除得产物。反应条件温和,官能团耐受性好。
该反应实现了芳卤与胺的C–N偶联,无需铜盐。强碱(如NaOtBu)和富电子膦配体(如BINAP, XPhos)是成功关键。机理:Pd(0)氧化加成,胺配位并去质子化,再经转金属化还原消除。该反应极大推动了含氮杂环药物(如抗肿瘤药伊马替尼)的合成。

两者均基于Pd(0)/Pd(II)催化循环,但Sonogashira依赖于铜-炔共催化,而Buchwald-Hartwig需特定膦配体与强碱。它们互补地拓展了分子复杂度,是当代化学家工具箱中的必备反应。