南开团队研发联芳基化合物高效合成新方法

日前，南开大学化学学院叶孟春教授团队在简单芳烃与广泛使用的芳基硼酸试剂的选择性偶联反应上取得突破，克服了传统联芳基化合物生产过程中反应利用率低、成本高、环境污染严重、反应产物不可控等问题，可以方便快捷地构建各种联芳基化合物。由于芳基硼酸试剂的稳定性、易得性和低毒性，这种催化剂控制的选择性芳基化反应有望在医药、农药和材料领域得到重要应用。

研究结果由国家自然科学基金会资助，发表在材料和化学领域的领先期刊《美国化学学会杂志》上。联芳基化合物广泛应用于医药、农药、染料、新材料等领域。长期以来，发展简单高效的联芳基化合物合成方法一直是有机合成研究的热点。传统的合成方法存在许多缺点，如步骤多、三废排放多。简单芳烃原料廉价易得，反应原子利用率高，环境污染小。越来越多的人开始关注通过简单芳烃碳氢键的直接芳基化来构建联芳基化合物。然而，芳烃中的碳氢键不仅相对惰性且难以直接反应，而且数量众多且性质相似。它们的选择性耦合是目前我们面临的一个关键问题。

受以往反应底物中的一些酰胺官能团能够在反应选择性中发挥重要作用的启发，叶的研究团队大胆设想能否在反应体系中引入酰胺结构作为配体来有效控制反应选择性，实现催化剂控制的普遍耦合。

经过广泛深入的研究，该团队最终发现包括N，N-二甲基乙酰胺在内的各种酰胺类化合物都能促进甲苯和芳基硼酸的高对位选择性芳基化反应，其中N，N-二甲基甲酰胺(常用有机溶剂，约30元/升)的控制效果最好。在最佳反应条件下，甲苯和各种取代芳基硼酸可以有效地偶联生成联芳基化合物，o/m/p选择性高达0.5/0.9/98.6，反应收率高达90%。除甲苯外，其它单取代芳烃，如乙苯、异丙苯、氟苯、氯苯等。以及二取代和多取代芳烃也适用于该体系获得对位选择性芳基化产物，这表明该方法具有广泛的实用性。

反应条件温和，操作简单，底物应用范围广，可用于方便地合成各种取代联芳基化合物。普通的催化剂控制方法不仅避免了以往许多底物控制方法的局限性，大大扩大了反应底物和产物的范围，而且为进一步实现其他位置的选择性调节和其他类型反应的发展带来了全新的机遇。”叶对说道。(马超)

《中国科学新闻》(第八版，2017年4月18日)