第一排过渡金属构筑的金属有机配合物倾向于同时进行单电子和双电子氧化还原步骤,因此在催化反应中能够表现多种反应途径。对于芳基卤化物对Ni(0)的氧化加成反应(这是广泛应用的交叉偶联过程的常见反应步骤),经典的研究和最新的研究反应对该反应过程是通过逐步、自由基或者协同机制方面产生相互矛盾的结论。同时这些机理有关内容对于设计非贵金属催化剂至关重要。
有鉴于此,加州大学伯克利分校John F. Hartwig等发现表明芳基卤化物与单膦连接的Ni(0)的氧化加成是通过两种机制发生的,并描述了自由基和非自由基途径的分支如何取决于配体和反应物芳烃的电子性质以及卤化物的身份。单电子途径通过外层电子转移形成芳基,而不是通常提出的卤素原子转移。
参考文献
Pierson, C.N., Hartwig, J.F. Mapping the mechanisms of oxidative addition in cross-coupling reactions catalysed by phosphine-ligated Ni(0). Nat. Chem. (2024)
DOI: 10.1038/s41557-024-01451-x
https://www.nature.com/articles/s41557-024-01451-x