光镍协同催化合成对甲氧基苯丙酮

doi:10.3866/PKU.DXHX202306046

摘要/Abstract

摘要：

光-镍协同催化反应是一种新兴的合成方法，具有产率高、条件温和、适用范围广等多种优点。我们以可持续发展理念为出发点，利用常见的工业原料芳香羧酸化合物和乙烯在温和的反应条件下高效合成了高附加值的芳基酮类化合物。该反应是第一例在空气氛围下光镍协同催化的芳基羧酸和工业气体乙烯的反应。这种方法实现了资源高效利用，操作简单，易于学生掌握，填补了基础有机化学实验教学中光化学反应相关内容的空白，具有重要的应用价值和教学价值。

关键词: 可见光催化, 镍催化, 芳基酮类化合物, 有机化学实验

Abstract:

The photo-nickel synergistic catalytic reaction emerges as a promising synthetic method, offering advantages such as high yields, mild reaction conditions, and broad scope. Guided by the principles of sustainable development, we have successfully synthesized valued aromatic ketone derivatives utilizing prevalent industrial feedstocks, aromatic carboxylic acids and ethylene under mild reaction conditions. It would be the first example of photo-nickel synergistic catalyzed reaction between aromatic acids and ethylene under air atmosphere. This synthetic method features in a high efficiency utilization of resource, simple operation and easy access for the students to grasp. This approach not only bridges a knowledge gap in teaching photochemical reactions within foundational organic chemistry experiments but also holds substantial practical and pedagogical merit.

Key words: Visible-light photocatalysis, nickel catalysis, Aryl ketones, Organic chemistry experiment

郭镇宇, 李雨杭, 陈帅, 朱成建, 谢劲. 光镍协同催化合成对甲氧基苯丙酮[J]. 大学化学, 2024, 39(1): 210-217.

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链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202306046

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2024/V39/I1/210

图/表 14

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参考文献 9

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试剂	纯度	制造商
对甲氧基苯甲酸	98%	毕得医药
乙烯	高纯	佛山市智程气体有限公司
[Ir(dF(CF₃)ppy)₂(dtbbpy)]PF₆	98%	毕得医药
Ni(COD)(DQ)	≥95%	德国Sigma-Aldrich
5, 6-二甲基-1, 10-菲咯啉	98%	毕得医药
三苯基膦	> 99.0% (GC)	安徽泽升科技有限公司
二异丙基胺	≥ 99.5% (GC)	德国Sigma-Aldrich
乙腈	99.0%	安徽泽升科技有限公司
乙酸乙酯	99%	安徽泽升科技有限公司
石油醚	精馏级(60–90 ℃)	安徽泽升科技有限公司

名称	型号	制造商
气相色谱质谱联用仪	7890B (GC), 59778 (MSD)	美国安捷伦
核磁共振波谱仪	BRUKER AVANCE Ⅲ 400	瑞士布鲁克

序号	m_{对甲氧基苯甲酸}/mg	m_光催化剂/mg	m_Ni(COD)(DQ)/mg	m_产物/mg	产率/%
1	30.2	4.5	2.1	23.3	71.5
2	30.5	4.8	2.4	23.1	70.2
3	30.8	4.9	2.2	22.0	66.2
4	30.1	4.6	2.3	23.5	72.3

光照时间(h)	产率(%)
0.5	39.7
1.0	51.5
1.5	59.3
2.0	67.4
3.0	73.7

反应物	产率/%
对甲基苯甲酸	63.4
对甲氧基苯甲酸	71.5
胡椒酸(3, 4-亚甲二氧基苯甲酸)	67.9