近年来，光氧化还原催化与过渡金属催化的结合，即金属光氧化还原催化反应作为有机合成中的关键工具，能够有效构建碳-碳键，受到广泛关注。其中，利用羧酸和芳基卤化物进行脱羧偶联反应，在制备C(sp2)-C(sp3)键的反应中扮演着重要角色。（图1a）然而，传统的光氧化还原催化体系多依赖昂贵的铱、钌等贵金属催化剂，其稳定性和广泛的氧化还原能力固然优异，但由于资源稀缺、价格高昂，限制了其工业化应用。为应对这一挑战，研究人员开始探索以廉价、丰富的金属催化剂替代贵金属。铁和镍作为地球上储量丰富、价格低廉的元素，展现出潜力。此外，铁催化剂在潮湿和氧化环境下具有更好的耐受性，极大简化了实验室操作。基于此，本文创新性地提出了一种铁镍双金属协同催化的脱羧偶联反应体系，利用铁的光化学活性和镍的氧化还原能力，实现高效、选择性强的C(sp2)-C(sp3)键的构建。
图片来源：JACS
本文开发了一种低成本、高效且环保的铁镍双金属催化脱羧偶联反应体系，以替代传统贵金属催化体系，拓展脱羧偶联反应的应用范围。（图1c）研究团队通过优化铁、镍的配体选择、反应条件等因素，设计了一种基于铁(FeCl3)和镍(吡啶羧胺镍配合物)的双金属催化体系。在实验中，使用氮气保护的反应条件，并在390 nm的光照下对模型底物进行反应，以验证反应体系的有效性。同时，研究还进一步考察了该体系在不同底物中的适用性，尤其是对含有杂环、N-保护氨基酸和各种芳基碘化物的适应性，通过调节配体和添加剂来提高反应产率，拓展了反应的底物范围。
图片来源：JACS
该研究通过开发铁镍双金属催化的脱羧偶联体系，不仅为脱羧偶联反应提供了一种低成本、可持续的解决方案，还显著扩展了反应的适用性和选择性。铁作为催化剂，不仅具有丰富性和低毒性，还可以在潮湿和空气中的条件下稳定反应，这大大简化了操作流程，降低了实验成本和环境影响。此外，该方法展示了铁催化在去羧反应中的独特优势，为今后在工业和医药合成中的应用奠定了基础。通过对催化机理的初步探讨，本文也为进一步优化和扩展铁镍双金属催化体系提供了理论依据。
标题：Decarboxylative Cross-Coupling Enabled by Fe and Ni Metallaphotoredox Catalysis
作者：Reem Nsouli, Sneha Nayak,∥ Venkadesh Balakrishnan,∥ Jung-Ying Lin,∥ Benjamin K. Chi,
Hannah G. Ford, Andrew V. Tran, Ilia A. Guzei, John Bacsa, Nicholas R. Armada, Fedor Zenov, Daniel J. Weix,* and Laura K. G. Ackerman-Biegasiewicz*
链接：https://doi.org/10.1021/jacs.4c09621
目前评论：