图片说明：镍催化剂可触发芳香酯类和硼酸之间的交叉偶合反应。图片来源：ITbM, Nagoya University
酯类可与碳-碳键偶合，进而发生交叉偶合反应，最终生成十分有价值的化合物，这种化合物可用于医药、农药、有机材料等多个领域。
在Nature Communications上刊出的一项合作研究成果中，一些化学家称，已经找到一种成本相对较低的镍催化剂，它可触发芳烃酯类与硼酸间的脱羰交叉偶合反应。
这种交叉偶合反应，即所谓的铃木反应，也称为铃木－宫浦（Suzuki-Miyaura）反应，是合成工业上各种重要有机化合物十分有用的方法。正因为如此，该方法获得了2010年的诺贝尔化学奖。人们常用钯催化剂催化铃木反应来偶合硼酸与有机卤化物。然而，由于该反应非常剧烈，反应催化剂会生成腐蚀性污染物。因此，许多研究小组一直致力于开发另外的偶合催化剂。
研究人员发现，现有的一些酯类可用于生成有价值的交叉偶合反应产品，其中包括植物代谢及替米沙坦（一种治疗高血压的药物）的衍生物。
这种酯类发现于脂肪和油品中，闻名于如香蕉和菠萝般的独特气味，因此也常用来作为香水的原料。由于酯类合成工艺成熟、容易获取，因此使用酯类与硼酸偶合可极大地扩展铃木－宫浦交叉偶合反应物的范围。
Kenichiro Itami教授说：“基于成本的高低及我们经验的丰富程度，我们选择镍作为催化剂来开发酯类的脱羰交叉偶合反应。 通过各种条件的筛选，我们惊喜地发现，使用一定量的乙酸镍及碳酸钠作为催化剂，对芳香酯类与硼酸的交叉偶合反应十分有效。这样，我们就能获得产率较高的脱羰基产品。”
乙酸钯的成本大约是乙酸镍的300倍，而且人们已证实乙酸镍能催化芳香酯与硼酸微量级的交叉偶合反应。此外，反应中乙酸镍与一系列芳香酯均能相容且无副作用产生。
这类具有化学选择性的交叉偶合反应已被证实对黄酮及其衍生物的合成是有效的，对结构相对复杂的药物分子——替米沙坦的笨酯衍生物也同样有效。
埃默里大学（Emory University）的Djamaladdin Musaev教授对芳香酯与硼酸间的脱羰交叉偶合反应机制提出了极具价值的见解。他通过密度泛函理论（density functional theory）的计算结果确定了基底物的作用及反应顺序，指出脱羰反应需在金属置换反应之后进行，并可通过基底物来加速反应。
Musaev说：“这是有机转换前沿领域中一项堪称完美的研究工作，它建立了一种新奇、成本相对较低且环境友好的碳-碳键合成方法。相应的理论计算揭示了这种新方法的工作机理。我十分感谢Itami教授及其整个团队提供给我们的机会，这使我们能参与到这项新项目研究中。这项工作令人愉悦且富有成效，是我们正在进行的项目中的一部分。”
Itami表示：“十分荣幸能与Musaev一起研究这意义非凡的脱碳交叉反应。我们将继续合作，一起优化该反应系统，拓展其应用范围。”
Itami及其团队预测，这种反应法的不断进步将促进一些新行业的发展，如在生物学和结构学上提取活性物质。（科学之家，译审：Y Chen）
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