添加烯烴可實(shí)現(xiàn)有效的無(wú)溶劑交叉偶聯(lián)反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好地合成各種有機(jī)材料。

交叉偶聯(lián)反應(yīng)通常在有機(jī)溶劑中進(jìn)行，并導(dǎo)致產(chǎn)生大量溶劑廢物，這通常對(duì)環(huán)境有害。由日本北海道大學(xué)研究人員開(kāi)發(fā)的新策略為使用機(jī)械化學(xué)的更環(huán)保的無(wú)溶劑固態(tài)交叉耦合過(guò)程打開(kāi)了大門。它還有許多潛在的應(yīng)用，包括太陽(yáng)能電池和發(fā)光二極管中的有機(jī)材料的開(kāi)發(fā)。

交叉偶聯(lián)反應(yīng)在金屬催化劑存在下有效地進(jìn)行，以形成具有新特性的各種有機(jī)分子。特別是，獲得諾貝爾獎(jiǎng)的鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)長(zhǎng)期以來(lái)一直用于合成天然產(chǎn)物，藥物化學(xué)以及聚合物和材料科學(xué)。

為了減少環(huán)境浪費(fèi)，研究人員一直在尋找能夠使用較少溶劑或不使用溶劑的有效有機(jī)合成方法。在這種情況下，“固態(tài)有機(jī)轉(zhuǎn)化”已經(jīng)得到了相當(dāng)多的研究關(guān)注，但提高固體介質(zhì)中交叉偶聯(lián)反應(yīng)的效率仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

在Nature Communications上發(fā)表的一項(xiàng)研究中，北海道大學(xué)的有機(jī)化學(xué)家Koji Kubota，Hajime Ito和他們的同事利用機(jī)械化學(xué)開(kāi)發(fā)了一種新的固態(tài)鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)策略，可以有效地?zé)o溶劑合成有機(jī)物質(zhì)。

將兩種固體有機(jī)材料放入包含不銹鋼研磨球的球磨罐內(nèi)。還添加了鈀基催化劑。罐經(jīng)歷振動(dòng)過(guò)程，使球磨碎固體化合物，引發(fā)交叉偶聯(lián)反應(yīng)。

他們發(fā)現(xiàn)鈀基催化劑在反應(yīng)過(guò)程中傾向于聚集，這可能導(dǎo)致催化劑失活。但是，當(dāng)向混合物中加入諸如1,5-環(huán)辛二烯的烯烴時(shí)，它充當(dāng)鈀基催化劑的分散劑，促進(jìn)更有效的固態(tài)交叉偶聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)加入烯烴時(shí)，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率從低于30%上升至99%。

“我們的協(xié)議對(duì)于減少工業(yè)中對(duì)環(huán)境有害的有機(jī)溶劑的用量特別有用。它還可以降低生產(chǎn)過(guò)程的成本，”Hajime Ito說(shuō)。“這種新方法可用于生產(chǎn)三芳基胺，這些有機(jī)材料包括太陽(yáng)能電池和發(fā)光二極管。”