L'illustrazione della strategia di scambio anionico per l'esfoliazione dall'alto verso il basso di materiali cuprati sfusi [Cu4 (OH)6 ][O3 S(CH2 )4 SO3 ] in 2D-CuSS atomicamente sottili e modello atomico di 2D-CuSS. Credito:Science China Press
Questo studio è condotto dal Dr. Lu Jiong della National University of Singapore (NUS), in collaborazione con il Dr. Koh Ming Joo (NUS), il Dr. Chun Zhang (NUS) e il Dr. Honghan Fei della (Tongji University). Questo team ha ideato una strategia di scambio di ligandi per esfoliare i cristalli di cuprato alla rinfusa in strati di cuprato 2D atomicamente sottili il cui piano basale contiene array periodici di siti singoli accessibili di Cu(II) insaturi (2D-CuSS). A causa della loro struttura unica, si scopre che questi 2D-CuSS catalizzano un efficiente accoppiamento Chan-Lam. Questo lavoro è stato pubblicato su National Science Review lo scorso mese.
L'accoppiamento Chan-Lam catalizzato da rame è un processo di accoppiamento ossidativo chiave ampiamente utilizzato nella sintesi organica per la produzione di composti di eteroatomo di carbonio arilico farmaceuticamente importanti. Rispetto ai catalizzatori omogenei per l'accoppiamento Chan-Lam, quelli eterogenei sono molto meno esplorati anche se sono probabilmente più attraenti nell'industria chimica grazie alla loro più facile separazione e riciclaggio. Sebbene per questa reazione siano stati segnalati numerosi catalizzatori di Cu eterogenei, sono comuni problemi come la bassa stabilità e/o la lisciviazione dei metalli.
"I 2D-CuSS qui sintetizzati contengono un'alta densità di array di siti di Cu singoli coordinati e insaturi accessibili nello strato di cuprato 2D, che assicurano che servano come candidati catalizzatori eterogenei efficienti e robusti per reazioni di accoppiamento incrociato", afferma Lu Jiong.
(a) 2D-CuSS per accoppiamento C-N. Condizioni di reazione per accoppiamento C-N e C-O. ( b ) L'illustrazione schematica della reazione di flusso per l'accoppiamento CN catalizzato da 2D-CuSS tra acido p-tolilboronico e p-cloroanilina. Credito:Science China Press
Il team ha testato una serie di aniline sostituite e acidi boronici per esaminare la portata del substrato dell'accoppiamento CN catalizzato da 2D-CuSS e ha dimostrato vantaggi distinti di 2D-CuSS rispetto alle tradizionali controparti omogenee. Ciò può essere attribuito all'ampia superficie aperta di 2D-CuSS con abbondanza di singoli siti Cu sottocoordinati.
La presenza di siti attivi atomicamente ben definiti ci consente anche di esplorare le relazioni struttura-prestazioni e di ottenere approfondimenti a livello molecolare sul meccanismo di reazione come rivelato da studi sia sperimentali che teorici operando. Nel complesso, la robusta stabilità sia nelle reazioni batch che in quelle a flusso continuo, unita alle loro buone prestazioni catalitiche nella preparazione di composti amminici ed eterici complessi sottolineano la potenziale applicabilità dei 2D-CuSS nella sintesi chimica fine. + Esplora ulteriormente
