摘要：丙炔基（-C≡CH）对卤代芳烃或烯烃中溴原子的取代，主要通过钯/铜共催化的Sonogashira偶联反应实现。该反应是构建碳-碳键、引入炔基单元的关键方法，广泛应用于天然产物、药物分子及功能材料合成中。本文简述其机理、条件与流程。

一、反应通式与意义

Sonogashira偶联反应可实现溴代物（R-Br）与末端炔烃（R’-C≡CH）的交叉偶联，生成取代炔烃（R-C≡C-R’）。

$$R-Br+R^{\mathrm{\prime }}-\text{C}\equiv \text{C}-H\to R-\text{C}\equiv \text{C}-R^{\mathrm{\prime }}+HBr$$

价值：

1. 高效引入炔基：炔基是重要的合成子，可进一步转化为烯基、羰基等。

2. 构建共轭骨架：在光电材料中用于构筑π-共轭体系。

3. 药物化学应用：作为药效团或连接单元。

二、反应机理（催化循环）

反应通常由钯（Pd）催化剂和铜（Cu）助催化剂共同推动，经历三个关键阶段：

1. 氧化加成：Pd(0)催化剂与溴代物（R-Br）反应，生成Pd(II)中间体（R-Pd-Br）。

2. 金属转移：末端炔烃在Cu(I)作用下生成炔基铜试剂（R’-C≡C-Cu），随后与Pd(II)中间体发生金属交换，生成Pd(II)-炔基物种（R-Pd-C≡C-R’）。

3. 还原消除：Pd(II)中间体经还原消除，生成目标偶联产物（R-C≡C-R’）并再生Pd(0)催化剂，完成循环。

三、标准反应条件与流程

1. 典型反应体系

• 底物：芳基溴、烯基溴或活性烷基溴 + 末端炔烃（如丙炔）

• 催化剂：Pd(PPh₃)₂Cl₂ 或 Pd(PPh₃)₄ （~1-5 mol%）

• 助催化剂：CuI （~2-10 mol%）

• 碱：胺类（如三乙胺、二异丙胺），既作碱中和HBr，也作溶剂

• 溶剂：三乙胺、THF、乙腈或混合溶剂

• 条件：惰性气氛（N₂/Ar），通常50-80°C，反应数小时

2. 操作简述
① 在氮气保护下，将溴代物、末端炔烃、钯催化剂、CuI加入反应瓶。
② 加入溶剂和碱，升温搅拌。
③ TLC或GC-MS监控反应进度。
④ 反应完成后，过滤、萃取、柱层析纯化产物。

四

1. 抑制剂：商用末端炔烃常含铜盐抑制剂（如氢醌），需纯化后使用或适当增加催化剂用量。

2. 副反应控制：

• Glaser偶联：末端炔烃的自身偶联，通过控制温度、铜盐用量及反应浓度抑制。

• 脱卤副反应：使用高活性催化剂以减少反应时间。

3. 无氧操作：严格除氧可防止催化剂失活和炔烃氧化。

4. 底物拓展：此方法也适用于碘代物和氯代物（后者需更强配体或催化剂）。

五、应用实例

• 分子导线合成：通过Sonogashira偶联将多个炔基苯单元连接，构建线性共轭体系。

• 药物分子修饰：在芳环上引入丙炔基，作为点击化学（Click Chemistry）的把手，用于生物共轭。

结论：Sonogashira偶联是丙炔基取代溴原子最直接、高效的方法之一。其温和的条件与优异的官能团耐受性使其成为现代合成化学中不可或缺的工具。未来发展趋势在于开发更廉价、更环保的催化体系（如无铜或非钯催化）及连续流工艺的应用。