在有机合成中，构建碳-碳键一直都是一个重要的步骤。在基础级别的有机化学课程学习中，我们已经遇到了Grignard反应，Diels-Alder反应，Wittig反应，Horner-Wardsworth-Emmons反应等常见的能够构建碳-碳键的方法。
然而，过渡金属催化的偶联反应却从上世纪开始备受关注。此类反应可以高效地拼接两个碳片段，形成新的碳-碳键。在今天的推送中，我们要来看几个常用且高效的钯（Pd）催化的偶联反应。Heck反应可以用于偶联其中一个取代基为氢的烯烃与一个带离去基的试剂。离去基可为卤原子或三氟甲磺酸酯（TfO-），在硫有机化学的推送中有提到它的类似物对甲苯磺酸酯（TsO-）。第一步，钯配合物与含有离去基的试剂进行氧化加成（Oxidative Addition）反应：
在此过程中，Pd的氧化态（Oxidation State）上升了2（被氧化），所以也是为什么此反应被称为氧化加成。
下一步中，由于π轨道富电子，缺电子的Pd与烯烃的π键进行配合：
这一步配合的作用是可以将烯烃拉近活性强的金属中心。在下一步中，该烯烃插入至Pd与R4中间：随即，这个分子可以通过单键旋转，使得H与Pd处于同一边：
然后，该分子就可以进行β-H消除（β-Hydride Elimination），并获得目标偶联烯烃：
而Pd部分则可以经过还原消除（Reductive Elimination），获得HX和原本的钯化合物，开启新一轮的催化循环。同样利用钯催化剂，J. K. Stille教授发展了一种普适性较高的偶联反应：Stille偶联。它可用于偶联卤代烃或含有优秀离去基的分子与有机锡试剂。在Stille偶联中，离去基的α位也最好有π结构，比如烯基，炔基，芳基等，因为这样它们可以在与钯反应之前通过配位来接近金属中心。它的机理与Heck反应比较相似，但也稍稍有些不同。同样，首先先是R1-X与Pd的氧化加成：接下来的反应有一些巧妙。该有机钯试剂与有机锡试剂会进行金属转移反应（Transmetalation）。其中，两个金属试剂会交换一对取代基。在这里，有机锡试剂上的R2会与有机钯试剂上的X离去基进行交换：现在两个需要偶联的基团都已经在钯上了，只需进行一步还原消除，便可得到目标偶联产物：Suzuki-Miyaura偶联与Stille偶联反应的机理也十分相似。唯一的不同是它将有机锡试剂替换成了有机硼试剂。
它的具体反应机理再此就不予赘述了。相信读者可以根据上面提到的Stille偶联自己推出反应机理。
值得一提的是，带走X离去基的并不是硼，而是反应中添加的碱。比如，氢氧化钠与卤化钯反应，生成羟基钯与卤化钠。而此羟基才会被硼带走。很有趣的是，Negishi偶联与Stille偶联也是极其相似的。其唯一的不同，就是使用了有机锌试剂：
它的机理中，也包含一步金属转移反应。其中，锌上的R2取代基与钯上的X离去基进行交换，留下R1-Pd-R2与ZnX2。虽然由于Negishi反应的发展早于前面的两种偶联反应，它在有机合成中并不是那么常用。但是它其中使用的有机锌试剂，相比于前面的有机硼、锡试剂，更容易制备，以及有着正电性更强，毒性更弱的特点。综上，Pd催化的C-C偶联反应在有机合成中得到了广泛的应用与发展。它们对于不同官能团的容忍度较高，并且可以高效地构建复杂的分子结构。但是，使用同种催化剂和差不多的条件与mechanism，竟然有四种（甚至更多，本文中并未收录）不同的偶联反应被分别以人名命名。当初在学习这些偶联反应时，我也崩溃地在朋友圈吐槽过：不过后来想想，或许大家也都想要自己的名字在后代的化学研究者口中以及教科书中流传百年吧。更何况，虽然“仅仅”是更换了试剂上的基团，其化学反应性，制备难易程度，毒性等化学性质也确实有很大的区别。
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