一种Ni(I)/Ni(III)催化循环，通过机械-压电电子转移实现可持续的C–S键形成

《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》：A Ni(I)/Ni(III) Catalytic Cycle for Sustainable C–S Bond Formation via Mechano-Piezoelectric Electron Transfer

该研究利用压电BaTiO3机械化学策略，在无溶剂和常氧条件下实现异噁唑啉酮氯化物与二硫物的C–S偶联反应，通过Ni(I)/Ni(III)催化循环减少还原剂用量，兼具高底物耐受性和催化剂可回收性，符合绿色化学原则。

　　

在杂芳香氯化物中激活惰性的C–Cl键以实现C–S偶联仍然是可持续合成中的一个重大挑战。在此，我们报道了一种机械化学策略，该策略利用压电材料BaTiO₃通过力诱导的电子转移原位生成活性的Ni(I)物种，从而在无溶剂、有氧条件下实现N-杂芳香氯化物与二硫化物的C–S交叉偶联。这种方法建立了一个Ni(I)/Ni(III)催化循环，该循环仅需少量的锌还原剂和压电材料，无需使用化学计量的金属基还原剂。该方法展示了机械化学带来的优异底物耐受性，包括对稠环系统和生物分子的耐受性，同时BaTiO₃具有可回收性，符合绿色化学的原则。机理研究表明，这一过程涉及二硫化物的活化以形成有机锌硫化物以及Ni(I)介导的氧化加成反应。这项工作证明了机械-压电协同作用在过渡金属催化中解锁复杂氧化还原反应途径的强大潜力。