【ACS Catalysis】催化新篇章:DalPhos配体的简易生成策略引领催化剂探索与快速筛选的革新之旅

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        DalPhos/Ni(镍)基催化剂因其在C-NC-O交叉偶联反应中的卓越表现而受到广泛关注。这类反应是有机合成中一项基本且关键的转化,被广泛应用于制药、农药以及材料科学等领域。DalPhos配体家族的模块化设计使得通过改变其空间和电子属性来优化催化剂活性成为可能。然而,获取这些配体的传统方法面临诸多挑战。一般合成这类配体的方法(图1B)涉及复杂的合成步骤和色谱纯化,这不仅耗时而且效率低下。因此,开发一种既能便捷生成DalPhos配体又能快速筛选催化剂的方法对于加速反应开发过程具有重要意义。

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图片来源:ACS Catalysis

       本研究旨在开发一种从单一前体直接生成结构多样化的DalPhos配体的方法,不需要通过色谱纯化即可获得。通过使用商业上可获得的试剂,作者团队展示了一种多样性合成策略,能够快速有效地生成新的DalPhos配体变体。该方法的核心在于利用一种新的可分离的配体前体1-PCl2,该前体能够在处理商业试剂后直接转化为DalPhos配体,极大地简化了配体的合成。(图1C)此外,作者还展示了如何利用这些新生成的配体进行镍催化的C-NC-O交叉偶联反应的快速筛选,包括一些较为挑战性的反应类型。通过这种方法,作者团队不仅快速识别出了高效的新配体变体,而且还通过对筛选出的高性能配体进行更深入的研究,进一步扩展了其应用范围。

       本研究通过简化DalPhos配体的生成和催化剂筛选过程,为镍催化交叉偶联反应的反应开发提供了一个高效且灵活的新工具。这种新方法不仅加速了反应条件的优化过程,而且通过提供一种无需色谱纯化即可获得配体的策略,极大地增加了实验室内合成这类配体的可操作性和效率。此外,通过这种策略生成的新配体变体在一系列挑战性反应中显示出了卓越的性能,进一步证明了此方法在发现新型催化剂和开发新反应中的巨大潜力。研究团队期望这些发现能够促进DalPhos及其衍生物在有机合成中的应用,特别是在药物合成和材料科学领域。通过这种简化且高效的配体生成和筛选方法,研究人员能够快速访问到一系列具有不同性能的催化系统,这对于加速新药开发和新材料合成具有重要的实际意义。

标题:DalPhos on Demand: Facile Ligand Generation Enables New Ligand Discovery and Expedient Catalyst Screening

作者:Joshua W. M. MacMillan, Ryan T. McGuire, Adam M. McMahon, Timothy S. Anderson, Katherine N. Robertson, and Mark Stradiotto*

链接:https://doi.org/10.1021/acscatal.4c00249


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