開(kāi)發(fā)新型催化劑以在溫和條件下進(jìn)行有效的成鍵反應(yīng)，在新藥發(fā)現(xiàn)、精細(xì)化學(xué)合成和工業(yè)前體的可持續(xù)生產(chǎn)中的應(yīng)用，是現(xiàn)代有機(jī)合成的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。近年來(lái)，隨著可見(jiàn)光光氧化還原催化的發(fā)展，其提供了傳統(tǒng)熱金屬催化方法的替代方法，讓反應(yīng)通?？梢栽跍睾偷臈l件下進(jìn)行。
不過(guò)，雖然光催化方法具有經(jīng)濟(jì)和操作上的優(yōu)勢(shì)，但大多光催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)通常在底物選擇上容易受限于芳基碘化物或已活化的芳基溴化物。
圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.
因此，開(kāi)發(fā)能夠在溫和反應(yīng)條件下激活芳基氯化物，實(shí)現(xiàn) N-雜原子交叉偶聯(lián)反應(yīng)中的催化劑就顯得更加具有價(jià)值。另一方面，擁有極小尺度（<3 nm）且有著原子級(jí)精確的納米團(tuán)簇（NCs）由于其高表面積和不飽和的活性位點(diǎn)而被認(rèn)為是最有前途的催化劑之一。最近，KAUST Catalysis Center 的Magnus Rueping教授和Osman M. Bakr教授在J. Am. Chem. Soc.上報(bào)道了一種基于銅納米簇的催化劑 [Cu61(StBu)26S6Cl6H14] (Cu61NC)，即可在室溫下通過(guò)可見(jiàn)光照射，使芳基氯化物與含氮雜環(huán)發(fā)生 C-N 鍵生成反應(yīng)。
圖片來(lái)源：J. Am. Chem. Soc.
該研究利用了一系列 N-雜環(huán)親核試劑去和不同的芳基氯化物進(jìn)行反應(yīng)，他們利用這種新的 Cu61NC 催化劑，可以良好的收率提供 C-N 偶聯(lián)產(chǎn)物。
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此外，他們也經(jīng)由機(jī)理研究表明，光激發(fā)的 Cu61NC 配合物可與芳基鹵化物進(jìn)行單電子轉(zhuǎn)移 (SET) 過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn) C-N的芳基化反應(yīng)。
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參考文獻(xiàn)：Visible-Light Copper Nanocluster Catalysis for the C?N Coupling of Aryl Chlorides at Room Temperature
J. Am. Chem. Soc. 2022, jacs.2c02218
原文作者：Arunachalam Sagadevan, Atanu Ghosh, Partha Maity, Omar F. Mohammed,
Osman M. Bakr,* and Magnus Rueping*
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.2c02218
