铁催化在近年来对可持续化学合成的应用上,有着相当重要的贡献。而作为铁催化最常用的添加剂之一,
N,N,N',N'-
四甲基乙二胺(
TMEDA
),可使转化率和选择性显著提高,从而实现各种各样的反应。其中又以铁催化交叉偶联,一直是
TMEDA
应用上特别成功的领域。
无论是一般交叉偶联、
C-H
键活化和硼化反应等反应,
TMEDA
作为添加剂都是十足有效的。但是,事实上,
TMEDA
在这些反应中所起的作用至今却还没厘清。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
于是,近期
University of Edinburgh
的
Stephen P. Thomas
教授和
University of Rochester
的
Michael L. Neidig
教授合作,他们尝试研究使用了
TMEDA
的铁催化苯乙烯的氢镁化反应,并从他们在分子水平上的认识,来了解
TMEDA
在催化中所提供的作用。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
该研究通过各种工具包括
Mössbauer
谱的研究发现,反应的关键点在于反应过程中
TMEDA-Fe(II)-
烷基物质的初始形成。其可进一步进行控制性还原,选择性地形成具有催化活性的苯乙烯
-Fe(0)-
烷基络合物。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
此外,若在过程中不添加
TMEDA
,就会发现这些催化物质在没有
TMEDA
的情况下,是无法产生活性
Fe(0)
络合物的。
通过该研究可以知道,通过
TMEDA
的加入,可有效对铁催化剂进行控制性还原并获得
Fe(0)
物种,进而实现各类催化反应。
参考文献:TMEDA in Iron-Catalyzed Hydromagnesiation: Formation of Iron(II)-Alkyl Species for Controlled Reduction to Alkene-Stabilized Iron(0) Angew. Chem. Int. Ed. 2020, doi.org/10.1002/anie.202006639
原文作者:Peter G. N. Neate, Mark D. Greenhalgh, William W. Brennessel, Stephen P. Thomas,* and Michael L. Neidig*