ACS Catal:多孔Au纳米粒子液相有机醇交叉偶联
纳米技术 纳米 2021-12-15

控制具有类似反应活性的分子交叉偶联反应是异相催化领域中一个重要挑战。

有鉴于此,哈佛大学Robert J. Madix等报道发现调控催化反应的相,能够对有机醇催化生成酯的反应选择性产生显著影响。非担载在基底上的纳米多孔Au催化剂上,有机醇偶联生成酯。在液相环境中,能够实现非常好的交叉偶联反应,在反应产物中生成唯一的酯。

本文要点:

(1)

对比液相、气相反应条件中的区别,发现反应产生多种影响:甲氧基、1-丙氧基的C-H键活化反应速率;C-H键活化生成酯或者醛;生成的酯是通过交叉偶联、自身偶联得到。

(2)

通过在液相条件中反应,促进生成丙酸甲酯;在气相条件中反应,更容易以丙醇自身偶联生成丙酸丙酯。在气相条件中更容易以自身偶联反应进行,原因在于,在界面上能够以Au-烷基结构van der Waals相互作用稳定较大的烷氧基。

在液相条件中,界面上的van der Waals相互作用力不是偶联反应的关键作用力,通过甲醇与乙醇/1-丙醇/1-丁醇之间交叉偶联反应验证容易在液相反应条件中进行交叉偶联反应。当向高级醇分子中引入立体位阻效应,进一步能够促进交叉偶联反应,比如2-甲基-1-丙醇的交叉偶联反应。这种作用是因为,在动力学上醛与位阻效应较低的烷氧化物之间的反应更容易进行。

(3)

本文研究结果说明,有机醇的交叉偶联反应选择性受到反应相的影响,通过调控反应的液相-气相,能够调控化学反应的选择性和反应效率

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参考文献

Nathaniel M. Eagan, Mathilde Luneau, Cynthia M. Friend, and Robert J. Madix*, Exploiting the Liquid Phase to Enhance the Cross-Coupling of Alcohols over Nanoporous Gold Catalysts, ACS Catal. 2022, 12, 183-192

DOI: 10.1021/acscatal.1c04383

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c04383


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