综述:钯席夫碱配合物催化碳碳键形成的最新进展综述

【字体: 时间:2025年09月20日 来源:Inorganic and Nuclear Chemistry Letters 2.7

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  本综述系统总结了2020年以来钯席夫碱配合物在碳碳键构建领域的前沿突破。文章重点阐述了该类催化剂在Suzuki-Miyaura、Mizoroki-Heck、Stille及Sonogashira等偶联反应中的应用优势,包括结构稳定性、合成简便性和催化多功能性。通过对比均相与多相催化体系的性能,为绿色合成(C–C bond formation)和药物分子构建提供了重要参考。

  

碳碳键形成

碳碳键的构建是有机合成领域的核心反应,其通过简单片段间新C–C键的生成实现复杂分子骨架的构筑。过渡金属如钯、镍或铜在该过程中起关键催化作用。Suzuki-Miyaura、Mizoroki-Heck和Sonogashira等经典偶联方法在药物、天然产物及功能材料合成中具有不可替代的地位。

近年来,钯基席夫碱配合物因其独特的电子结构和配位特性受到广泛关注。与传统膦配体相比,席夫碱配体具备低毒性、高稳定性及易于结构修饰等优势。研究表明,配体 donor sites(N, O, S, P, Te)的电子性质和空间构型显著影响钯中心的催化活性和选择性。

在均相催化体系中,钯席夫碱配合物展现出优异的反应效率。例如在Suzuki-Miyaura反应中,钯(0)物种通过氧化加成(oxidative addition)活化R–X键,形成R-Pd-X中间体,经转金属化(transmetalation)和还原消除(reductive elimination)实现Csp2–Csp2键的构建。此外,该类催化剂在 Heck 反应中对烯基卤化物与格里纳德试剂的偶联也表现出高原子经济性。

多相催化体系为解决均相催化剂回收难题提供了新思路。通过将钯席夫碱配合物固载于有机/无机载体,不仅保持了高催化活性,还实现了催化剂的循环使用。这种策略显著降低了贵金属残留和环境污染,符合绿色化学发展要求。

结论

钯席夫碱配合物作为高效催化剂,在碳碳偶联反应中展现出巨大潜力。其结构可调性允许通过精确设计配体空间构型和电子特性来优化催化性能。均相体系具有高活性和选择性,而多相体系则解决了回收和重复使用问题。未来研究应聚焦于开发新型多功能席夫碱配体,拓展催化剂在不对称合成和生物活性分子构建中的应用。

作者贡献声明

Hadi Kargar完成所有化合物的合成与表征,Mehdi Fallah-Mehrjardi负责催化反应设计与机理研究。三位作者共同参与论文撰写与讨论,所有作者均对结果进行审阅与评论。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究结果的财务利益冲突或个人关系。

作者简介

Mehdi Fallah-Mehrjardi现任Payame Noor大学副教授,2009年获得Shahid Chamran大学有机化学博士学位,已发表110余篇学术论文。其研究团队在席夫碱金属配合物的设计合成与催化应用领域持续产出创新性成果。

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