添加烯烴可實現(xiàn)有效的無溶劑交叉偶聯(lián)反應(yīng)，從而實現(xiàn)環(huán)境友好地合成各種有機材料。

交叉偶聯(lián)反應(yīng)通常在有機溶劑中進行，并導(dǎo)致產(chǎn)生大量溶劑廢物，這通常對環(huán)境有害。由日本北海道大學(xué)研究人員開發(fā)的新策略為使用機械化學(xué)的更環(huán)保的無溶劑固態(tài)交叉耦合過程打開了大門。它還有許多潛在的應(yīng)用，包括太陽能電池和發(fā)光二極管中的有機材料的開發(fā)。

交叉偶聯(lián)反應(yīng)在金屬催化劑存在下有效地進行，以形成具有新特性的各種有機分子。特別是，獲得諾貝爾獎的鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)長期以來一直用于合成天然產(chǎn)物，藥物化學(xué)以及聚合物和材料科學(xué)。

為了減少環(huán)境浪費，研究人員一直在尋找能夠使用較少溶劑或不使用溶劑的有效有機合成方法。在這種情況下，“固態(tài)有機轉(zhuǎn)化”已經(jīng)得到了相當(dāng)多的研究關(guān)注，但提高固體介質(zhì)中交叉偶聯(lián)反應(yīng)的效率仍然是一個挑戰(zhàn)。

在Nature Communications上發(fā)表的一項研究中，北海道大學(xué)的有機化學(xué)家Koji Kubota，Hajime Ito和他們的同事利用機械化學(xué)開發(fā)了一種新的固態(tài)鈀催化交叉偶聯(lián)反應(yīng)策略，可以有效地?zé)o溶劑合成有機物質(zhì)。

將兩種固體有機材料放入包含不銹鋼研磨球的球磨罐內(nèi)。還添加了鈀基催化劑。罐經(jīng)歷振動過程，使球磨碎固體化合物，引發(fā)交叉偶聯(lián)反應(yīng)。

他們發(fā)現(xiàn)鈀基催化劑在反應(yīng)過程中傾向于聚集，這可能導(dǎo)致催化劑失活。但是，當(dāng)向混合物中加入諸如1,5-環(huán)辛二烯的烯烴時，它充當(dāng)鈀基催化劑的分散劑，促進更有效的固態(tài)交叉偶聯(lián)反應(yīng)。當(dāng)加入烯烴時，反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率從低于30%上升至99%。

“我們的協(xié)議對于減少工業(yè)中對環(huán)境有害的有機溶劑的用量特別有用。它還可以降低生產(chǎn)過程的成本，”Hajime Ito說。“這種新方法可用于生產(chǎn)三芳基胺，這些有機材料包括太陽能電池和發(fā)光二極管。”