综述：静耦合反应中的最新合成创新：综述

《Tetrahedron》：Recent Synthetic Innovation in Stille Coupling Reaction: A Review

Stille耦合反应近年通过金属纳米颗粒催化剂取得进展，提升可持续性和可回收性，并拓展至天然产物和药物合成。

　　

作者：Laiba Anwar、Sajjad Ahmad、Kulsoom Ghulam Ali、Bushra Parveen、Ameer Fawad Zahoor、Syed Ali Raza Naqvi、Jaweriya Ashraf、Usman Nazeer

巴基斯坦费萨拉巴德政府学院大学化学系，邮编38000

摘要

Stille偶联反应作为一种创新方法，因其在碳-碳键形成方面的广泛应用以及有机锡化合物的稳定性而受到广泛关注。传统上，该反应依赖钯基均相催化剂，但最近的研究发展出了利用过渡金属及其纳米颗粒的非均相催化系统，以提高反应的可持续性、成本效益和回收便利性。具有高表面积与体积比以及优异催化活性的金属基纳米颗粒（如钯、金和铜）在非均相催化中具有诸多优势，包括更高的热稳定性、减少金属浸出、易于回收和重复使用。Stille反应也被广泛应用于天然产物的合成。本文综述了2015年至2024年间金属体系及其纳米颗粒介导的Stille偶联反应的最新进展，并讨论了相关反应机理和应用。

引言

C-C交叉偶联反应在金属辅助的有机合成中具有重要意义，可用于生成产物中的C-C键[1]。1845年，Kolbe首次通过合成乙酸展示了C-C键的生成[2]，此后许多有机反应[3]、[4]、[5]被开发出来，用于关键官能团的构建。至今已有多种著名的反应方法被开发出来，例如铃木-宫浦反应[9]、根岸反应[10]、Sonogashira偶联[11]、Hiyama偶联[12]和Heck反应[13]等，这些方法在天然产物[14]、生物活性化合物、农药[16]、配体、杂环化合物、药物、聚合物和合成中间体的合成中发挥着重要作用[17]。 Stille偶联反应同样属于C-C偶联反应的范畴，最初由Eaborn等人于1976年提出，随后Kosugi-Migita研究小组在1977年对其进行了改进[16]。一年后，John Kenneth Stille的团队通过在温和条件下使用取代卤化物和锡试剂，显著提高了目标分子的产率[16]。 在Stille偶联反应中，使用取代的有机锡烷[1]和有机卤化物[2]，在金属或金属配合物的辅助下生成偶联产物[3]（图1）[18]。Stille偶联反应的一般金属催化机制包括三个关键步骤：氧化加成、金属转移（决定反应速率的步骤）和还原消除（图1）[18]。 过去，钯催化剂在Stille交叉偶联反应中被广泛使用，但由于其均相性[19]、高成本[20]、不可回收性[20]和毒性[21]等限制，其应用受到了一定程度的影响。近年来，人们开始探索非均相催化剂作为替代品，以改善反应后的回收性能[22]。非均相催化剂可以多次重复使用而不丧失催化活性[23]。例如，基于蛋白质的钯纳米颗粒[24]和半乳糖吡喃糖苷取代的NHC钯(II)配合物[25]已被开发并应用于Stille偶联反应，从而实现了有机化合物中Csp³-Csp、Csp²-Csp、Csp²-Csp³和Csp²-Csp²键的生成[26]。除了催化剂的发展外，锡烷底物的范围也得到了扩展，包括乙烯基和芳基锡烷[27]、α-烷氧基和α-氨基锡烷[28]、锡基重氮化物[29]以及锡基葡萄糖吡喃糖苷[30]。 多年来，生物活性化合物[31]和天然产物的合成一直是研究人员的主要研究方向[33]。通过Stille交叉偶联反应，已经合成了许多具有显著生物活性的分子[32]、[34]、[35]。例如，五霉素（抗生素）[4]、（±）-galanthamine（抗阿尔茨海默病）[5]、(-)goniomitine（抗增殖剂）[6]、trans-resorcylide（植物生长抑制剂）[7]、glabaramycin B（抗菌剂）[8]和hispidanin A（抗肿瘤剂）[9]（图2）。Stille偶联反应还应用于生物活性天然产物的全合成[41]。最近的研究表明，该反应在金属配合物[42]、强效抗癌剂[43]和抗真菌剂[44]以及其他生物活性化合物的合成中发挥着关键作用[44]。此外，Stille偶联反应还与其他有机反应结合，用于合成所需产物[45]。 目前关于催化剂在Stille偶联反应中应用的综述较少。2021年，Aleena等人介绍了非钯基催化剂在Stille偶联反应中的应用[26]；2023年，Majhi和K. Jash等人发表了一篇综述，总结了2015年至2025年间用于Stille偶联反应的各种纳米催化剂[16]。

钯盐催化的Stille反应

2016年，Kamimura等人使用Pd(t-Bu₃P)₂催化剂报道了一种钯催化的Stille偶联反应，该催化剂能够实现sp²和sp³ C-Sn键的区域选择性双偶联，产率优异[46]。该催化剂与CsF和DABCO之间存在协同效应。通过取代的锡烷[10]和芳基碘化物[11]反应，通过形成三角双锥（TBP）五配位锡中间体（产率91%）实现了分子间和分子内的偶联反应[46]。

结论

本文综述了金属体系及其纳米颗粒催化的Stille偶联反应的最新进展，这些体系利用多种金属基配合物（如Cu-Pd纳米簇、Fe₃O₄与Pd-L-丝氨酸配合物、金（Au）纳米颗粒、碳氮化物基钯纳米颗粒以及基于MCM-41的Pd Schiff碱配合物）实现了C-C键的生成。纳米颗粒显著提升了催化效率和产率。

CRediT作者贡献声明

Sajjad Ahmad： 负责撰写、审稿和编辑工作，以及数据分析。 Laiba Anwar： 负责撰写、审稿和编辑工作，以及原始稿件的撰写和实验设计。 Bushra Parveen： 负责撰写、审稿和编辑工作，以及资源获取和方法论制定。 Kulsoom Ghulam Ali： 负责撰写、审稿和编辑工作，以及方法论制定。 Ameer Fawad Zahoor： 负责撰写、审稿和编辑工作，以及概念框架的构建。 Usman Nazeer： 负责撰写、审稿和编辑工作，以及资源获取和数据管理。 Jaweriya Ashraf： 负责撰写、审稿和编辑工作，以及方法论制定。 Syed Ali Raza Naqvi： 负责部分撰写工作。

利益冲突声明

作者声明不存在任何利益冲突。

致谢

作者感谢巴基斯坦费萨拉巴德政府学院大学提供的各项支持。