作者:施章杰等 来源:《自然—化学》 发布时间:2010-10-13 10:11:33
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科学家揭示全新碳氢键活化方式
 
碳氢键活化是近年来发展迅速的热门领域。碳氢键的直接官能团化反应由于具有多种突出的优点以及很大的挑战性,被誉为“化学的圣杯”,吸引越来越多科学家的关注。联芳基化合物是广泛存在于天然产物和药物分子中的重要结构单元。在诸多有机合成方法中,用于构建联芳基化合物最有效的方法是过渡金属催化的交叉偶联反应。现在的发展策略是以碳氢键代替传统偶联反应中的碳金属键或碳卤键,即从普通芳环出发的交叉偶联反应。在过去的十几年中,经典的贵金属催化的碳氢键活化已取得很大进展,但有毒有害的重金属残留以及较高的错话及成本一直是难以解决的困难。最近,以廉价易得的普通过渡金属催化的碳氢键活化反应,甚至是无过渡金属催化的碳氢键活化反应代表了该领域未来的发展方向,具有重要的战略意义和挑战性,无论在有机化学理论的发展还是在化学工业的应用上都具有及其深远的意义。
 
过去一年里,北京大学化学与分子工程学院施章杰教授课题组在对普通过渡金属(铁,钴等)催化的芳基碳氢键活化与芳基卤化物的偶联反应进行了系统的研究。他们在研究过程中发现有机分子邻菲罗啉类衍生物催化的芳基碳氢键活化产物,并成功实现了邻菲罗啉促进的芳基卤化物(溴化物和碘化物)与普通芳环的交叉偶联反应,用以高效地构建联芳基化合物,并研究中发现将偶联反应应用到分子内的体系,同样可以高产率地得到苯并色烯分子。这一结果为合成各种杂原子多环化合物提供了高效经济的新方法。相关的机理研究证明该反应是一种全新的碳氢键活化历程,不同于任何一种经典的过渡金属催化的碳氢键活化反应机理,揭示了一种全新的碳氢键活化方式,同时解决了合成中的重金属残留问题。该研究工作在《自然—化学》(Nature Chemistry)上发表,引起了国内外化学家的广泛关注。(来源:北京大学)
 
 
 
 
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