過渡金屬催化一直是化學(xué)研究中的活躍領(lǐng)域。與鈀、釕等貴金屬相比，銅、鐵的催化作用往往表現(xiàn)出獨特的潛力，其所具有的儲量豐富、環(huán)境友好、對空氣/水不敏感等特點引起了化學(xué)家們的廣泛關(guān)注。近年來，雙金屬催化體系因可促使單金屬催化體系中遇到的一些具有挑戰(zhàn)性的轉(zhuǎn)變成為可能而呈現(xiàn)出廣闊的發(fā)展前景。
圖1.雙金屬催化體系常見的單金屬核/雙金屬核反應(yīng)系統(tǒng) 對環(huán)境問題和可持續(xù)化學(xué)在豐富催化反應(yīng)工具箱的重新審視促使我們持續(xù)關(guān)注地殼豐度高、廉價低毒金屬元素的催化反應(yīng)行為。銅-鐵雙催化反應(yīng)體系原子經(jīng)濟(jì)性好、生物兼容度高，且在不同金屬的氧化還原相容性及雙催化循環(huán)之間的動力學(xué)平衡方面表現(xiàn)優(yōu)異。 有鑒于此，本篇綜述主要聚焦在自 2011 年以來報道的通過Cu-Fe雙催化體系實現(xiàn)碳-碳及碳-雜等化學(xué)鍵的形成反應(yīng)，并根據(jù)成鍵類型將相關(guān)反應(yīng)分為：a）碳-碳鍵；b）碳-雜（C-X，X = N, B, P, S, Sn）鍵等兩種主要類型，作者系統(tǒng)總結(jié)了銅-鐵雙催化體系在前述兩類成鍵反應(yīng)的應(yīng)用及相關(guān)反應(yīng)機(jī)理解析；同時，作者對銅-鐵雙催化反應(yīng)體系未來發(fā)展方向進(jìn)行了展望：目前鐵銅雙催化多用于底物相對簡單的反應(yīng)，且手性配體與鐵鹽和銅鹽的潛在競爭配位一定程度上有礙不對稱雙催化反應(yīng)體系的有效發(fā)展；因此，尋找策略實現(xiàn)不對稱反應(yīng)，并拓展其在復(fù)雜反應(yīng)系統(tǒng)中的進(jìn)一步應(yīng)用或?qū)⑹倾~-鐵雙催化路線圖上的下一個里程碑。 圖2.銅-鐵雙金屬催化體系實現(xiàn)的碳-碳/碳-雜原子鍵的構(gòu)筑 論文信息 Iron–Copper Dual Catalysis Enabling C?C and C?X (X=N, B, P, S, Sn) Bond Formation Lu-Qiong Huo, Li-Li Shi, Jun-Kai Fu 東北師范大學(xué)傅俊凱教授、北京大學(xué)深圳研究生院史莉莉副教授為本篇綜述的共同通訊作者。 European Journal of Organic Chemistry DOI: 10.1002/ejoc.202200454
