近日，山東理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院生物傳感與藥物合成研究團(tuán)隊李新進(jìn)等關(guān)于磁驅(qū)動的有機(jī)氯化物交叉偶聯(lián)反應(yīng)的研究取得重要進(jìn)展，創(chuàng)新性地提出“磁驅(qū)動氧化還原”概念，即在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，通過電磁感應(yīng)使金屬導(dǎo)體極化而原位產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而與反應(yīng)物發(fā)生電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)。

磁驅(qū)動氧化還原反應(yīng)原理示意圖

該研究團(tuán)隊在前期“磁驅(qū)動氧化還原”實現(xiàn)自由基氟烷基化反應(yīng)的基礎(chǔ)上，首次將該策略應(yīng)用于過渡金屬催化的有機(jī)反應(yīng)，實現(xiàn)芳基氯化物與烷基氯化物的還原交叉偶聯(lián)反應(yīng)。傳統(tǒng)還原交叉偶聯(lián)反應(yīng)通常需要使用活性較高的有機(jī)溴化物或碘化物，而有機(jī)氯化物由于其C-Cl鍵的鍵解離能較高，反應(yīng)活性較低，因此在交叉偶聯(lián)反應(yīng)中的應(yīng)用受到限制。本研究成功開發(fā)一種電磁感應(yīng)促進(jìn)的有機(jī)氯化物交叉偶聯(lián)反應(yīng)的新方法，該方法具有廣泛的底物適用性與良好的官能團(tuán)耐受性，能夠?qū)崿F(xiàn)多鹵代反應(yīng)物的選擇性偶聯(lián)反應(yīng)。機(jī)理研究表明，電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電子轉(zhuǎn)移過程對于反應(yīng)的進(jìn)行至關(guān)重要，機(jī)械碰撞對提高反應(yīng)效率具有促進(jìn)作用。

磁驅(qū)動/鎳催化的有機(jī)氯化物的交叉偶聯(lián)反應(yīng)

目前，該研究成果以“Cross-Electrophile Coupling of Aryl Chlorides with Alkyl Chlorides Using Rotating Magnetic Field and Metal Rods”為題發(fā)表在《Journal of the American Chemical Society》期刊上，這是該團(tuán)隊一年內(nèi)在該期刊發(fā)表的第二篇論文。我校該論文為唯一完成單位，化工學(xué)院碩士研究生封小梅、青年教師李相曄為共同第一作者，李新進(jìn)副教授為論文通訊作者，趙增典教授對多能場耦合裝置的創(chuàng)新設(shè)計做出重要貢獻(xiàn)。研究工作得到國家自然科學(xué)基金與山東省自然科學(xué)基金的資助。