钯催化交叉偶联

一个世纪以来，把来自两个不同分子的两个特定碳原子，恰好在你想要的位置连接起来，曾是有机化学中最难可靠做到的事情之一。钯催化交叉偶联解决了它。借助少量的钯，它把两个碳片段缝合起来，一个带有离去基团（通常是卤素），另一个是碳-金属或碳-氢的搭档，形成一根崭新的碳-碳键。这一成就荣获了 2010 年诺贝尔化学奖。

所有这些偶联都共享一个核心的钯循环。Pd(0) 插入一个搭档的碳-卤键（氧化加成）；第二个碳搭档被送到钯上（金属转移，来自一个有机金属试剂；对烯烃或炔烃则是配位 / 插入）；最后，此刻位于钯上的两个碳基团彼此偶联并作为产物离去（还原消除），再生出 Pd(0) 重新开始。这些以人名命名的反应，主要区别在于由什么提供那第二个碳：铃木（Suzuki）用有机硼试剂（硼酸），根岸（Negishi）用有机锌，施蒂勒（Stille）用有机锡，薗头（Sonogashira）偶联一个端基炔（需铜协助），而赫克（Heck）偶联一个烯烃，先插入再消除，在双键处留下一根新的 C-C 键。铃木偶联尤其受人喜爱，因为硼酸稳定、毒性低、且能容忍许多官能团。

交叉偶联改变了分子被制造的方式。它是构建联芳基键、以及在药物、农用化学品、OLED 材料和共轭聚合物中搭建复杂骨架的日常方法；数量庞大的现代药物都是用一步铃木或布赫瓦尔德（Buchwald）反应拼装出来的。其深层思想是可靠性：金属以可预测的选择性把两个预先选定的碳凑到一起，于是化学家可以像把已知积木拼接起来那样去规划一条合成路线。