北海道大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)了一種快速，有效的交叉偶聯(lián)反應(yīng)方案，極大地?cái)U(kuò)展了可用于合成有用有機(jī)化合物的化學(xué)物質(zhì)庫(kù)?；瘜W(xué)反應(yīng)是用于多種目的的產(chǎn)物合成中的重要過程。在大多數(shù)情況下，通過將反應(yīng)物溶解在溶劑中，這些反應(yīng)在液相中進(jìn)行。但是，有很多化學(xué)物質(zhì)部分或完全不溶，因此尚未用于合成。合成許多尖端有機(jī)材料所需的起始材料(例如有機(jī)半導(dǎo)體和發(fā)光材料)通常溶解性差，從而導(dǎo)致基于溶液的合成中出現(xiàn)問題。因此，迫切需要開發(fā)一種不依賴溶劑的合成方法來克服有機(jī)合成中這些長(zhǎng)期存在的溶解性問題，以合成新的有價(jià)值的有機(jī)分子。

近年來，使用球磨的合成技術(shù)已用于在固相中進(jìn)行無溶劑反應(yīng)。已經(jīng)提出，球磨的使用將潛在地克服合成化學(xué)中的上述溶解度問題，但是從未為此目的進(jìn)行過系統(tǒng)的研究。

北海道大學(xué)化學(xué)反應(yīng)設(shè)計(jì)與發(fā)現(xiàn)研究所(WPI-ICReDD)的四名科學(xué)家組成的小組，由久保田晃二副教授和伊藤肇二教授領(lǐng)導(dǎo)，為鈴木-宮浦交叉偶聯(lián)開發(fā)了一種快速，高效，無溶劑的方案。不溶性芳基鹵化物的反應(yīng)。該方案發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)雜志》上。

鹵代芳烴是有機(jī)功能分子合成的常用起始材料，主要是通過鈀催化的Suzuki-Miyaura交叉偶聯(lián)反應(yīng)獲得的，北海道大學(xué)名譽(yù)教授鈴木晃晃獲得了2010年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。盡管交叉偶聯(lián)反應(yīng)已被用于合成各種有價(jià)值的分子，但是不溶性芳基鹵化物不是合適的底物，因?yàn)殁從?宮浦的交叉偶聯(lián)反應(yīng)主要是在溶液中進(jìn)行的。

考慮到這一限制，科學(xué)家們致力于開發(fā)一種有效的固態(tài)Suzuki-Miyaura交叉偶聯(lián)反應(yīng)，該偶聯(lián)反應(yīng)可用于許多極不反應(yīng)的不溶性芳基鹵化物。關(guān)鍵設(shè)備包括用于混合反應(yīng)物的球磨機(jī);熱風(fēng)槍，用于提高反應(yīng)發(fā)生的溫度;以及使用由乙酸鈀(催化劑)，SPhos(鈴木-宮浦交叉偶聯(lián)反應(yīng)的高性能配體)和1,5-環(huán)辛二烯(分散劑和穩(wěn)定劑)組成的催化體系。

這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是將無溶劑的固態(tài)反應(yīng)應(yīng)用于大多數(shù)不溶的芳基鹵化物。這些反應(yīng)物在常規(guī)的基于溶液的反應(yīng)中不產(chǎn)生任何產(chǎn)物。但是，使用高溫球磨進(jìn)行的固態(tài)反應(yīng)得到了所需的產(chǎn)物。重要的是，研究小組發(fā)現(xiàn)了一種由不溶性顏料紫23制成的新型強(qiáng)光致發(fā)光材料。

久保田浩二說：“高溫球磨技術(shù)和我們的催化系統(tǒng)對(duì)于不溶性芳基鹵化物的交叉偶聯(lián)反應(yīng)至關(guān)重要，我們制定的方案擴(kuò)大了不溶性起始原料衍生的有機(jī)分子的多樣性。”

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