選擇氧化腈化C―H鍵制備有機腈類化合物

申文杰

?

選擇氧化腈化C―H鍵制備有機腈類化合物

申文杰

(中國科學院大連化學物理研究所，遼寧 大連 116023)

有機腈類化合物是制備高性能橡膠、聚合物的主要原料和重要的醫藥中間體1,2。腈類化合物的傳統合成方法需要使用劇毒的氫氰酸或者金屬氰化物。采用無毒或低毒試劑和相對綠色的合成路徑已成為制備腈類化合物的迫切需求。一般認為，直接氧化腈化是制備有機腈的綠色技術，但是這種路徑對底物種類要求高，反應條件苛刻，且有機腈的選擇性較低。直接活化碳氫鍵制備有機腈類化合物可以解決這一問題，但是具有很大的挑戰性。

最近，浙江大學肖豐收教授課題組首次采用Mn基催化劑實現碳氫鍵直接氧化腈化制備有機腈類化合物，相關結果發表在上3。為了解決反應過程中腈類產物的穩定性問題，他們提出將氧化錳活性物種封裝于純硅沸石晶體內部，通過沸石殼層的疏水控制，抑制腈類產物的水合副反應，從而高選擇性地得到腈類產物。他們為了驗證沸石殼層對于催化選擇性的作用，設計了對照試驗，將氧化錳活性物種負載到沸石晶體外表面，氨氧化的產物主要是酰胺類產物，由此推測發生了有機腈水合反應。在該工作中，氧化錳納米顆粒被沸石封裝晶體的內部，構筑了疏水殼層，從而抑制有機腈水合副反應，利用沸石殼層的擇形作用，提高了目標產物的產率。

本研究不僅提供了一條碳氫鍵直接氧化腈化制備有機腈類化合物的方法，而且更重要是的，提出了采用沸石封裝催化劑納米粒子的策略，結合了沸石分子篩的擇形性與催化劑納米顆粒高選擇性于一體，對發展和研制高性能催化材料具有重要的啟示。

(1) Yang, J.; Karver, M. R.; Li, W.; Sahu, S.; Devaraj, N. K.. 2012,, 5222. doi: 10.1002/anie.201201117

(2) Jagadeesh, R. V.; Junge, H.; Beller, M.. 2014,, 4123. doi: 10.1038/ncomms5123

(3) Wang, L.; Wang, G.; Zhang, J.; Bian, C.; Meng, X.; Xiao, F. S.. 2017,, 15240. doi: 10.1038/ncomms15240

Selectively Oxidative Cyanation of C―H Bond to Synthesize Organic Nitriles

SHEN Wenjie

()

10.3866/PKU.WHXB201705193