光催化乌尔曼型偶联反应研究进展
2021-08-19史作冬杨凯月路广印廖力波
化学研究 2021年4期
史作冬,徐 泽,杨凯月,路广印,廖力波,徐 浩*
(1.河南大学 化学化工学院, 河南 开封475004; 2.河南豫珠恒力生物科技有限责任公司, 河南 孟州 450008)
乌尔曼反应于1901年发现,距今已然有一百多年的历史[1]。最初多用于卤代芳烃自身偶联,后逐渐应用于卤代芳烃与亲核试剂的偶联,目前已经发展成为一种高效的构建C-N、C-O、C-C、C-S、C-P键的反应,被广泛应用在医药、除草剂[2]、光稳定剂[3]、导体及半导体材料等的合成。众所周知,由于芳基碳卤键具有较高的键能,在偶联反应中常需要使用钯催化剂,例如Heck反应、Suzuki反应,Negishi反应等。而Ullmann反应常用铜盐作催化剂[4-5],价格低廉,且对环境及人身危害较小[6-7]。为了使反应条件更加温和,近代的乌尔曼偶联反应常使用配体与过渡金属催化剂联用,大多数反应仍需在加热条件下进行。
光催化反应具有绿色环保、高效节能等优点,已经在有机合成中得到了广泛的应用[8-14],光催化乌尔曼型反应也有近十年的发展历史。常规乌尔曼偶联多通过双电子转移氧化加成还原消除,既CuI-CuIII的机理进行;而不同于上述机理,光催化的该类型反应多通过单电子转移实现反应,减少了过渡金属与配体的使用。本文将重点介绍近十年来光催化乌尔曼反应的研究进展,并对其未来的研究方向进行展望。
1 光催化Ullmann反应机理
1.1 热条件反应机理
如图1所示,通过常规加热方式的乌尔曼偶联反应有两种可能的机理。两种机理都是通过CuI-CuIII-CuI进行循环的,亦即均是通过双电子转移,故而需要较高的能量才能反应。……
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