耶鲁大学Nilay Hazari、默克公司Susan Zultanski等报道了一种新型双功能催化体系，能够对芳基卤化物、烷基卤化物进行交叉亲电偶联反应，该反应中使用Ni/Co双催化剂，在温和均相还原剂作用中进行反应。反应机理研究结果显示，Ni催化剂起到活化芳基卤化物的作用，Co催化剂活化烷基卤化物，该系统实现了通过简单优化和改变催化剂的担载量，能够对大量底物兼容。比如，在相同的Ni、Co催化剂条件，能够对芳基溴、芳基碘化物和烷基溴、烷基碘化物进行反应，仅仅需要调控催化剂担载量。这种催化反应体系对大量不同种类官能团兼容，对杂环卤化物、双邻位修饰的芳基卤化物兼容，能够实现芳基溴化物/碘化物、两种不同烷基卤化物之间的一锅三元交叉亲电偶联反应。通过以上实验结果，该催化反应体系提供了一种有效、快速合成复杂结构分子的方法，该催化剂体系能够对商业购置的药品进行快速、大批量的反应，无需使用有毒性的酰胺溶剂。这种反应策略和其机理能够用于其他种类的交叉亲电催化偶联反应。

本文要点：

（1）

反应优化。将1倍量芳基碘、1.2倍量卞氯作为反应物，加入7 mol % (dtbpy)Ni^IIBr₂/0.5 mol % Co^II(卟啉)作为催化剂体系，加入120 mol %的TDAE，在80 ℃ 二氧六环中反应，实现了96 %的产率。

（2）

反应机理。LiNi^IIBr₂在TDAE还原作用中生成LNi⁰，同时TDAE氧化为TDAE²⁺，ArX对LNi⁰进行氧化加成，得到LNi^II(X)Ar；Co^II(Pc)在TDAE还原作用中生成Co^I(Pc)，同时TDAE氧化为TDAE²⁺。Co^I(Pc)对烷基卤化物进行S_N2氧化加成，生成烷基化的Alk-Co^III(Pc)，随后Alk-Co^III(Pc)均裂生成烷基自由基Alk·，同时Co基催化剂回到初始状态。烷基自由基Alk·被LNi^II(X)Ar捕获，生成Alk-LNi^III(X)Ar，随后通过还原消除，得到芳基/烷基C-C偶联产物。

参考文献

David J. Charboneau, Emily Barth, Nilay Hazari*, Mycah Uehling, and Susan Zultanski*

A Widely Applicable Dual Catalytic System for Cross-Electrophile Coupling Enabled by Mechanistic Studies, ACS Catal. 2020

DOI: 10.1021/acscatal.0c03237

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c03237