更新:本文是于2021年12月6日撤回由于所提出的胺催化剂被钯络合物污染。我们已经掌握了撤稿的全部情况侦探工作,追踪逃避侦查的难以捉摸的钯络合物.
在专家们所说的一个意外发现中,化学家们发现一个简单的有机分子催化了一个经典的交叉偶联反应,这种反应类型长期以来一直是过渡金属催化剂的领域钯.
铃木反应是20世纪70年代发展起来的几种交叉偶联反应之一,该反应将两个苯碎片连接起来,形成一个新的碳-碳键。交叉偶联是如此坚固和实验简单,以至于现在药物化学实验室中60%以上的碳-碳键都是通过这种反应形成的。
但几乎所有的交叉偶联反应都需要金属催化剂,其中绝大多数使用钯——一种昂贵且通常有毒的材料。在它被发现后的几十年里,化学家们发现了更便宜、更良性的催化剂镍或铁例如,但它们很少能与钯的多功能性竞争。
现在中国的化学家,由Hai-Zhu余来自安徽大学Hua-Jian徐来自合肥工业大学的研究人员发现了一种简单的二胺,在铃木型转变中连接芳烃时,它可以与钯相媲美。
与许多其他有机催化碳-碳键形成不同的是,该反应使用与传统交叉偶联相同的起始材料——芳卤化物和芳硼酸,其中数百种已在市场上销售。它的范围“似乎与以前报道过的许多铃木反应非常相似”,他说基督教Malapit他是美国犹他大学的有机化学家。取代了传统的铃木偶联法合成杀菌剂boscalid痤疮药物adapalene以及丙型肝炎药物ledipasvir通过他们的反应,该团队一直比其他已发表的方法获得更高的产量。
“这种反应在产品中微量金属存在问题的情况下是有利的,”比如在药品中,他解释道绍纳帕拉丁他是美国罗切斯特大学的有机化学家。Malapit补充说,在流动化学装置中,可溶性胺催化剂可能很有用,因为流动化学装置经常遇到不溶解的过渡金属。
帕丁说:“主要的缺点是高温和较高的催化剂负载——类似的钯催化偶联通常可以在ppm水平的钯下运行——尽管较高的负载对有机催化剂的问题较小。”对于大多数耦合,该团队使用的催化剂负载量为5mol%。一些更顽固的底物需要高达30mol%的催化剂,而50g放大反应只需0.5mol%。
马拉皮特指出,该团队花了很大的力气来证明,确实是胺在起催化作用,没有金属的痕迹.帕拉丁指出:“在该领域有一些显著的例子,不同寻常的催化反应性好得令人难以置信。”
究竟是什么让胺催化剂如此独特仍然是一个谜。计算研究表明,这种反应机理与钯催化的反应机理有很大不同。马拉匹特说:“如果对激活步骤有更明确的证明,这不仅在铃木反应中有用,而且在任何利用有机硼试剂作为偶联伙伴的反应中都有用。”
参考文献
L徐等,Catal Nat。, 2020, doi:10.1038 / s41929 - 020 - 00564 - z
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