日本科学家利用机械化学技术制备了有机锰试剂。该工艺避免了与基于溶液的制备方法相关的问题,这些方法通常需要苛刻、复杂或昂贵的条件。

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研究人员开发了一种利用机械化学从未活化的金属锰和芳基卤化物直接合成芳基锰亲核试剂的方法

有机化学家使用有机金属试剂,如有机锰进行各种各样的合成转化。尽管有机锰试剂具有诸如低毒、低成本和温和反应性等有益特性,但其他挑战限制了它们的使用。只有高活性的有机烯丙基卤化物或α-卤化酯才能与商品金属锰直接合成反应。覆盖在金属锰上的氧化层降低了它的反应性,而制备芳基锰试剂需要一种活性版本,即Rieke锰,它是用碱金属等强还原性试剂制成的。替代的芳基锰直接合成方法需要金属添加剂、有机溶剂和惰性气氛,所有这些都给合成带来了挑战。

“我们的团队对使用球磨方法来解决传统的基于溶液的有机合成中的突出挑战感兴趣,”解释说Koji日本久保田公司在北海道大学。久保田的研究小组此前曾使用球磨技术来激活活性较低的大块金属,比如钙。其他研究小组已经使用球磨来激活锰用于有机反应,但机械化学直接合成有机锰亲核试剂尚未报道。

为了进一步扩展他们的机械化学活化方法来制备芳基锰,研究小组将商业金属锰、芳基碘化物和两种等量的四氢呋喃在不锈钢混合器中混合90分钟,特别是在大气条件下。他们最初发现,具有供电子和吸电子基团的芳基碘化物不具有反应性,而且只有昊图公司,卤代芳基碘化物会发生反应,而加入醚类添加剂则提高了产率。

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研究小组测试了芳基锰亲核试剂与各种亲电试剂的反应

该团队探索了可以形成有机锰亲核试剂的有机卤化物的范围,报告了第一个直接由未活化的烷基碘化物和未活化的金属锰生成的烷基锰试剂。久保田说:“在传统的溶液基础条件下,这种反应很难进行,但这种机械化学方法开辟了有机锰化学在有机合成中的实际应用。”

他们通过与不同的亲电试剂在球磨条件下进行交叉偶联和加成反应,展示了芳基锰试剂的应用。久保田补充说:“这项研究使合成化学家更容易从市售材料中生产有机锰试剂。”该团队计划在未来将该技术扩展到其他大块金属。

这种方法之所以成功,是因为它提供了一种新的方法,可以轻松地在有机合成中使用一种相对被忽视的金属——锰盖Hanusa他是美国范德比尔特大学有机金属和机械化学专家。“地球上丰富的锰与机械化学的可持续性相辅相成,这避免了使用可能有毒的溶剂。”他补充说:“在空气中(短暂)工作的能力为这一过程增加了一些额外的实验难度。”“这些新进展有望影响相对被忽视的有机合成领域的研究。”