La ilustración de la estrategia de intercambio de aniones para la exfoliación de arriba hacia abajo de materiales de cuprato a granel [Cu4 (OH)6 ][O3 S(CH2 )4 SO3 ] en 2D-CuSSs atómicamente delgados y modelo atómico de 2D-CuSSs. Crédito:Science China Press
Este estudio está dirigido por el Dr. Lu Jiong de la Universidad Nacional de Singapur (NUS), en colaboración con el Dr. Koh Ming Joo (NUS), el Dr. Chun Zhang (NUS) y el Dr. Honghan Fei de la Universidad de Tongji. Este equipo ha ideado una estrategia de intercambio de ligandos para exfoliar cristales de cuprato a granel en capas de cuprato 2D atómicamente delgadas cuyo plano basal contiene matrices periódicas de sitios únicos de Cu(II) insaturados accesibles (2D-CuSSs). Debido a su estructura única, se encuentra que estos 2D-CuSS catalizan un acoplamiento eficiente de Chan-Lam. Este trabajo fue publicado en National Science Review el mes pasado.
El acoplamiento de Chan-Lam catalizado por cobre es un proceso de acoplamiento oxidativo clave que se usa ampliamente en la síntesis orgánica para la producción de compuestos de arilo carbono-heteroátomo farmacéuticamente importantes. En comparación con los catalizadores homogéneos para el acoplamiento de Chan-Lam, los heterogéneos se exploran mucho menos, aunque podría decirse que son más atractivos en la industria química debido a su fácil separación y reciclaje. Aunque se han informado varios catalizadores de Cu heterogéneos para esta reacción, son comunes problemas como la baja estabilidad y/o la lixiviación de metales.
"Los 2D-CuSS sintetizados aquí contienen una alta densidad de matrices de sitios de Cu individuales coordinativamente insaturados accesibles en una capa de cuprato 2D, lo que garantiza que sirvan como candidatos catalizadores heterogéneos eficientes y robustos para las reacciones de acoplamiento cruzado", dice Lu Jiong.
(a) 2D-CuSSs para acoplamiento C-N. Condiciones de reacción para el acoplamiento C-N y C-O. ( b ) La ilustración esquemática de la reacción de flujo para el acoplamiento C-N catalizado por 2D-CuSSs entre el ácido p-tolilborónico y la p-cloroanilina. Crédito:Science China Press
El equipo probó una serie de anilinas sustituidas y ácidos borónicos para examinar el alcance del sustrato del acoplamiento C-N catalizado por 2D-CuSS y demostró claras ventajas de 2D-CuSS sobre sus homólogos homogéneos tradicionales. Esto se puede atribuir a la gran superficie abierta de 2D-CuSS con abundancia de sitios únicos de Cu poco coordinados.
La presencia de sitios activos atómicamente bien definidos también nos permite explorar las relaciones estructura-rendimiento y obtener información a nivel molecular sobre el mecanismo de reacción, tal como lo revelan los estudios teóricos y experimentales de operación. En general, la robusta estabilidad en las reacciones de flujo continuo y por lotes, junto con su buen rendimiento catalítico en la preparación de compuestos complejos de amina y éter, subrayan la aplicabilidad potencial de 2D-CuSS en la síntesis química fina. El acoplamiento cruzado de éteres aromáticos catalizado por níquel procede a través de un anión niquelato
