11月9日消息,据Chemistry World报道,加拿大约克大学(多伦多)Christopher Caputo团队在Chemical Science发表Edge Article(DOI: 10.1039/d6sc07058b),证明氮自由基阳离子可以像路易斯酸一样催化反应,颠覆了该类反应必须依赖传统路易斯酸催化剂的固有假设。

研究团队考察了以“魔蓝”(Magic Blue)和吩噻嗪(phenothiazine)为代表的电亲性氮自由基阳离子,将其用作通常需要强路易斯酸才能实现的转化催化剂,核心示范反应为羰基化合物的氢化硅烷化(hydrosilylation)。第一作者为Taylor P. L. Cosby。

机理层面,在不涉及硅烷的转化中,反应路径很可能通过氮自由基阳离子对羰基底物的极化实现活化——实验观察到了催化剂与苯甲醛之间的相互作用;量子化学计算则显示,催化剂、抗衡阴离子与底物之间只存在通过色散相互作用维系的弱电子通讯。研究还通过全球电亲性指数(GEI)比较,把这类氮自由基阳离子与经典路易斯酸置于同一量化框架下评估。

科学意义:这项工作的价值不在于单个反应的效率,而在于提出了底物活化的替代模式——有机自由基阳离子可以在没有金属中心的情况下复现路易斯酸的催化功能。对工业催化而言,金属催化剂的成本、毒性与供应风险长期存在,一类可由廉价氧化剂现场再生、结构可调的有机电亲催化剂,为精细化工与制药工艺的催化剂选择提供了新维度;受访学者评价其提供了“思考路易斯酸性与催化剂设计的另一种方式”。 (来源:Chemistry World)