选择氧化腈化C―H键制备有机腈类化合物

申文杰



选择氧化腈化C―H键制备有机腈类化合物

申文杰

(中国科学院大连化学物理研究所，辽宁 大连 116023)

有机腈类化合物是制备高性能橡胶、聚合物的主要原料和重要的医药中间体1,2。腈类化合物的传统合成方法需要使用剧毒的氢氰酸或者金属氰化物。采用无毒或低毒试剂和相对绿色的合成路径已成为制备腈类化合物的迫切需求。一般认为，直接氧化腈化是制备有机腈的绿色技术，但是这种路径对底物种类要求高，反应条件苛刻，且有机腈的选择性较低。直接活化碳氢键制备有机腈类化合物可以解决这一问题，但是具有很大的挑战性。

最近，浙江大学肖丰收教授课题组首次采用Mn基催化剂实现碳氢键直接氧化腈化制备有机腈类化合物，相关结果发表在上3。为了解决反应过程中腈类产物的稳定性问题，他们提出将氧化锰活性物种封装于纯硅沸石晶体内部，通过沸石壳层的疏水控制，抑制腈类产物的水合副反应，从而高选择性地得到腈类产物。他们为了验证沸石壳层对于催化选择性的作用，设计了对照试验，将氧化锰活性物种负载到沸石晶体外表面，氨氧化的产物主要是酰胺类产物，由此推测发生了有机腈水合反应。在该工作中，氧化锰纳米颗粒被沸石封装晶体的内部，构筑了疏水壳层，从而抑制有机腈水合副反应，利用沸石壳层的择形作用，提高了目标产物的产率。

本研究不仅提供了一条碳氢键直接氧化腈化制备有机腈类化合物的方法，而且更重要是的，提出了采用沸石封装催化剂纳米粒子的策略，结合了沸石分子筛的择形性与催化剂纳米颗粒高选择性于一体，对发展和研制高性能催化材料具有重要的启示。

(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

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10.3866/PKU.WHXB201705193