偶聯(lián)也可以“鈉”樣來

有機(jī)鈉試劑的研究可以追溯到19世紀(jì)四五十年代，當(dāng)時Frankland、Wanklyn和Wurtz等人利用烷基鹵代物和金屬鈉反應(yīng)，猜測可能形成了烷基鈉物種，而真正實(shí)現(xiàn)烷基鈉的合成則是在20世紀(jì)三十年代。但由于金屬鈉的危險性，這種方法很難在合成上得到應(yīng)用，取而代之是使用有機(jī)鋰試劑、二烷基鋅、二烷基汞以及后來的格氏試劑參與相關(guān)的反應(yīng)。有機(jī)鈉試劑的應(yīng)用一直也僅限于作為親核試劑與二氧化碳或羰基化合物等親電試劑反應(yīng)。但工業(yè)界對其具有很大的興趣，因?yàn)殁c是地殼和海洋中豐度非常大的堿金屬，如果能挖掘其合成應(yīng)用價值，比如用有機(jī)氯代物來制備相應(yīng)的有機(jī)鈉試劑替代有機(jī)鋰/格氏試劑/有機(jī)鋅試劑等，將有助于降低藥物/化學(xué)工業(yè)的成本以及提高生產(chǎn)安全性。原因有以下三點(diǎn)：（1）現(xiàn)在大多數(shù)有機(jī)鋰或格氏試劑都通過價格昂貴的溴代物或碘代物來制備，而價格低廉的氯代物則反應(yīng)性很低，常需要很苛刻的條件；（2）有機(jī)鋰或格氏試劑的制備需要很精心的溫度控制，比如丁基鋰要在低溫下制備，金屬鎂則要回流狀態(tài)制備；（3）自然界中鋰的含量較少且分布不均，而且隨著鋰電池的消耗，鋰的成本將越來越高。

近日，日本岡山大學(xué)的Kazuhiko Takai課題組在Nature Catalysis上發(fā)表了有機(jī)鈉試劑的應(yīng)用研究成果。他們發(fā)現(xiàn)鈉可以分散在石蠟油中，形成穩(wěn)定且易操作的分散體，由此可在溫和的條件下與有機(jī)氯化物反應(yīng)形成相應(yīng)的有機(jī)鈉活性物種，該物種同有機(jī)鋰和格氏試劑一樣發(fā)生轉(zhuǎn)金屬化后得到相應(yīng)的鋅試劑或硼酸酯，進(jìn)而發(fā)生Negishi或Suzuki-Miyaura交叉偶聯(lián)反應(yīng)。更有意思的是，芳基鈉化合物可以在鈀催化下直接與芳基鹵代物偶聯(lián)。

有機(jī)鈉試劑的制備和在偶聯(lián)反應(yīng)中的應(yīng)用。

構(gòu)體的形式存在。

芳基鈉化合物直接參與的交叉偶聯(lián)。

總結(jié)

Kazuhiko Takai課題組將塵封已久的有機(jī)鈉試劑重新挖掘出來，驗(yàn)證了其在交叉偶聯(lián)反應(yīng)中的應(yīng)用。他們通過鈉/石蠟油分散體與多種不同廉價易得的芳基氯代物反應(yīng)制得相應(yīng)的有機(jī)鈉化合物，并可將其順利轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的芳基鋅和芳基硼酸酯，進(jìn)而用于參與Negishi、Suzuki–Miyaura交叉偶聯(lián)，由此可降低工業(yè)成本。作者還指出，未來他們將進(jìn)一步研究廉價的催化劑（如鐵催化劑）是否能催化這些有機(jī)鈉化合物進(jìn)行類似的反應(yīng)。