近日,我院畢錫和教授等人在《美國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)志》發(fā)表研究成果“AgN3-Catalyzed Hydroazidation of Terminal Alkynes and Mechanistic Studies(疊氮化銀催化的炔烴氫疊氮化反應(yīng)及機(jī)理研究)“,博士研究生曹姍姍為第一作者,畢錫和教授、張景萍教授、逄茂林研究員(長(zhǎng)春應(yīng)化所)為共同通訊作者。
過(guò)渡金屬催化是有機(jī)合成化學(xué)的前沿和重要方向,每一種金屬外層電子各不相同,得失電子能力相差迥異,造就了催化的多樣性和獨(dú)特性,所以研究特定過(guò)渡金屬并建立獨(dú)特的催化反應(yīng)體系對(duì)于豐富學(xué)科內(nèi)涵具有重要意義。多年來(lái),畢錫和小組聚焦銀催化化學(xué),開(kāi)展了系統(tǒng)深入的研究工作,取得了一系列創(chuàng)新性研究結(jié)果,成為銀催化領(lǐng)域的重要推動(dòng)者(Acc. Chem. Res.2020,53, 662)。銀催化化學(xué)研究的一個(gè)難點(diǎn)是闡明催化機(jī)理,因?yàn)橛袡C(jī)銀中間體極易發(fā)生脫銀質(zhì)子化,所以無(wú)法通過(guò)常規(guī)的離析關(guān)鍵金屬有機(jī)中間體的方式來(lái)研究銀催化有機(jī)反應(yīng)機(jī)理。2014年,畢錫和小組報(bào)道了銀催化的炔烴氫疊氮化反應(yīng),這是一類具有原始創(chuàng)新性的基本有機(jī)反應(yīng)(Angew. Chem. Int. Ed.2014,53, 5305)。至今,銀催化炔烴氫疊氮化方法學(xué)在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生了積極影響,被同行稱為“畢的銀催化氫疊氮化方法學(xué)”(Bi's Ag(I) catalysed hydroazidation methodology, Donald et al.Chem. Sci.2019,10, 5832)。但是,該反應(yīng)存在兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題尚未解決:反應(yīng)機(jī)理不清晰和銀鹽催化劑用量大,后者制約了反應(yīng)的實(shí)用性。通過(guò)與張景萍課題組(理論計(jì)算)及長(zhǎng)春應(yīng)化所逄茂林課題組(材料科學(xué))協(xié)作研究,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間探索,近期終于解決了這些問(wèn)題:發(fā)現(xiàn)了疊氮化銀(AgN3)是真正的催化物種,闡明了反應(yīng)歷程,建立了更加高效的疊氮化銀催化的氫疊氮化反應(yīng)。這一工作開(kāi)辟了銀催化的有機(jī)反應(yīng)機(jī)理研究的新方式,對(duì)于其它過(guò)渡金屬也有借鑒意義。
S. Cao, Q. Ji, H. Li, M. Pang,* H. Yuan, J. Zhang,* X. Bi,*J. Am. Chem. Soc.2020, ASAP.
該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、吉林省科技廳以及中央高??蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)等相關(guān)基金資助。
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