鎳催化,Nature Synthesis! 2025年2月7日 上午9:26 ? 頂刊 ? 閱讀 17 研究背景 鎳催化的C–X偶聯反應是有機合成中的重要工具,因其能夠在較低成本下替代傳統的鈀催化體系,成為研究熱點。鎳的氧化還原特性使得其能夠在不同價態之間進行轉化,尤其是Ni(III)中間體的形成,使得鎳催化的C–X偶聯反應在親核試劑的選擇性和反應條件上具有潛力。然而,這些反應在應用中存在著許多挑戰,尤其是對反應底物的適應性較差,通常僅限于活化的芳基鹵化物和少數親核試劑。此外,鎳催化體系在氧化還原偶聯反應中的高效性不足,限制了其廣泛應用。 有鑒于此,近年來研究人員提出通過氧化加成與電還原相結合的方法,解決鎳催化C–X偶聯反應的廣泛適用性問題。通過使用便宜的鎳前體,在電還原條件下生成持久性有機鎳復合物,研究者們發現該方法能夠有效地促進難反應電解質,如芳基氯化物和藥物樣雜芳基電解質的C–X偶聯反應。 成果簡介 為了克服氧化還原誘導反應的局限,默克公司(默沙東)Merck & Co. Inc.(MRK) Dipannita Kalyani &俄亥俄州立大學 Christo S. Sevov等人在Nature Synthesis期刊上發表了題為“Nickel-mediated aerobic C(sp2)–nucleophile coupling reactions for late-stage diversification of aryl electrophiles”的最新論文。 研究者還開發了簡單的有氧氧化程序,在常溫空氣中生成高價(過氧)NiIII-Ar中間體,從而提高了反應的效率和范圍。最終,該方法實現了對多種親核試劑的適用性,并為底物多樣性的高通量探索提供了有效的平臺。 研究亮點 (1)實驗首次報道了通過鎳基氧化加成復合物與廣泛親核試劑反應形成碳-雜原子(C–X)鍵的策略,成功實現了藥物樣芳基和雜芳基電解質的多樣化偶聯反應。 (2)實驗通過電還原條件下的氧化加成反應合成了有機鎳復合物,并開發了簡單的有氧氧化程序來克服氧化還原誘導偶聯反應的挑戰。此過程可以快速生成C–X偶聯產物。 (3)通過暴露有機鎳復合物于常溫空氣中,生成了高價(過氧)NiIII-Ar復合物中間體,這一中間體能夠與氮、氧、硫、碳、磷或鹵素基的親核試劑發生取代反應,成功形成多種C–X鍵。 (4)實驗展示了該方法學的廣泛適用性,成功實現了與反應性較差的電解質(如芳基氯化物)以及藥物樣(雜)芳基電解質和小肽的反應。 圖文解讀 圖1:持久性有機鎳復合物的氧化和還原多樣化 圖2:電氧化C–X偶聯反應:初步篩選和C–X鍵形成假設 圖3:有氧C–X偶聯反應的機理研究 圖4:縮合反應 圖5:高通量實驗 結論展望 在溫和條件下進行氧化偶聯反應的開發,使得廣泛范圍的親核試劑與易于制備的有機鎳復合物發生反應,從而提供了一種簡單的方法來形成C–X鍵。本研究基于鎳基氧化加成復合物(OACs)所能進行的穩健化學反應,不僅包括C(sp2)–C(sp3)鍵的形成,還擴展到C(sp2)–雜原子鍵的形成。我們預計,這些廉價的有機金屬復合物將作為寶貴的合成平臺,為后期分子多樣化提供支持,進而構建C–C或C–X鍵,開辟新的化學空間。 文獻信息 Das, D., Dinh, L.P., Smith, R.E.?et al.?Nickel-mediated aerobic C(sp2)–nucleophile coupling reactions for late-stage diversification of aryl electrophiles.?Nat. Synth?(2025). 原創文章,作者:zhan1,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2025/02/07/d5ccbddcc5/ 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 ACS Nano:分層組裝的氮氧化鈷納米棒和N摻雜碳納米纖維用于高效的雙功能氧電催化,具有出色的再生效率 2023年10月15日 錢杰書/肖海/李亞棟院士,最新Nature子刊!論“燒”的藝術,不一般的單原子催化劑! 2023年12月7日 重磅!Nature:又是石墨烯,新制備技術! 2024年4月14日 電池頂刊集錦:許康、魯兵安、胡恩源、謝佳、楊勇、馮大衛、白瑩、MatthewT.McDowell等成果! 2023年10月7日 天大何春年/周偉等AFM:鉀離子電池循環1000圈,容量保持99.5%! 2023年10月15日 ACS Catalysis:NC包覆Ni作為助催化劑,增強光催化分解水制氫活性和穩定性 2023年11月12日