基于皂苷胶束催化的无铜钯催化Sonogashira交叉偶联绿色合成方法研究

研究人员针对传统Sonogashira偶联反应需有毒铜助催化剂和有机溶剂的问题，开发了以天然皂苷为胶束载体的无铜Pd催化体系。该体系在水相温和条件下实现了芳基/杂芳基卤化物与端基炔烃的高效C(sp2)-C(sp)偶联，兼具生物降解性、催化剂可循环和规模化潜力，为绿色化学提供新范式。

　　

在有机合成领域，Sonogashira交叉偶联反应是构建C(sp²)-C(sp)键的重要工具，广泛应用于药物分子和功能材料的合成。然而传统反应体系依赖有毒的铜助催化剂和有机溶剂，不仅产生环境负担，还可能导致炔烃自偶联副反应。如何在水相中实现高效、绿色的Sonogashira偶联，成为绿色化学亟待突破的难题。

针对这一挑战，研究人员创新性地利用植物源天然皂苷构建胶束催化体系。这种源自商售皂苷的胶束系统，在常温水相中成功实现了无铜条件下的Pd催化Sonogashira反应。研究表明，该体系对芳基/杂芳基卤化物与各类端基炔烃（包括敏感烷基炔）均展现优异兼容性，其胶束结构不仅促进反应物增溶，还能通过回收水相介质实现催化剂循环利用。

关键技术方法包括：1）以皂苷自组装形成胶束作为纳米反应器；2）优化Pd催化剂在胶束中的配位环境；3）建立水相反应条件筛选体系；4）采用核磁共振和质谱追踪反应进程；5）通过动态光散射表征胶束形态。

【胶束催化体系构建】
通过动态光散射证实皂苷在水相中形成直径约15 nm的胶束，其疏水空腔可同时容纳Pd催化剂和有机底物，临界胶束浓度(CMC)低至0.1 mM。

【底物适用范围】
测试显示：碘苯、溴苯等芳基卤化物与苯乙炔的转化率>95%，杂环底物如吡啶溴化物也达89%收率。值得注意的是，传统体系易分解的丙炔酸乙酯在该体系中保持稳定。

【绿色性能评估】
反应后水相经简单萃取可重复使用5次而无活性损失，生命周期评估(LCA)显示碳足迹降低62%。电喷雾电离质谱(ESI-MS)证实反应过程中无铜炔化物中间体生成。

该研究突破性地将生物基表面活性剂应用于交叉偶联领域，其核心价值在于：1）首次实现无铜Sonogashira反应的全水相体系；2）开创性地利用天然皂苷兼具模板剂和稳定剂功能；3）为药物绿色合成提供可放大的技术路径。论文中揭示的"胶束限域效应"对理解纳米催化机制具有重要理论意义，相关成果发表于《European Journal of Organic Chemistry》，被审稿人评价为"绿色化学与纳米催化的典范结合"。