
加州大学河滨分校Ana Bahamonde等报道发现了Ni-光催化酰胺芳基化反应的Ni(0/II/III)循环,该循环与其他Ni-光催化体系C-X化学键体系的Ni(I/III)循环不同。通过揭示催化反应机理,有助于更好的设计Ni-光催化体系的反应条件。
主要内容
(1)
通过不同的Ni前催化剂考察该催化反应的动力学,结果说明从Ni(0)对芳基溴氧化加成开始进行催化反应。当使用NiCl2作为前催化剂,发现催化反应存在诱导期,该诱导期通过光化学活化生成Ni(0)物种,而且因为Ni(II)前催化剂和原位生成的Ni(0)之间的归中反应延长Ni(0)的寿命。通过Ni(0)和芳基溴化物氧化加成之后的配体交换反应生成Ni(II)芳基酰胺复合物分子,是反应的催化剂停留态。
(2)
化学计量比实验,发现通过Ni(II)芳基酰胺中间体的氧化反应生成酰胺产物。反应的动力学实验说明,光化学介导Ni(II/III)氧化反应是决速步骤,该步骤之后发生C-N还原消除。通过ESR实验和动力学测试说明反应同时发生没有用处的Ni(I/III)。本文的机理研究发现有助于理解如何优化Ni-光催化体系的反应条件,从而改善反应的路径。通过优化反应条件,芳基氯化物的Ni-光催化反应体系能够将Ni的量降低20倍,同时不影响催化反应活性。

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Robert D. Bradley, Brennan McManus, Jessalyn G Yam, Veronica Carta, Ana Bahamonde, Mechanistic Evidence of a Ni(0/II/III) Cycle for Nickel Photoredox Amide Arylation, Angew. Chem. Int. Ed. 2023
DOI: 10.1002/anie.202310753
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202310753