聚苯胺负载纳米钯催化剂在Heck反应中的应用

纳米催化剂是最近30年来刚刚兴起的一个研究领域。这一领域的兴起，为有机合成，乃至化工生产，提供了一个新的机遇。与传统催化剂相比，纳米催化剂具有活性高、易回收、不需要含磷配体等优点，有着重要的工业应用前景。

在氧化剂的氧化下，苯胺可聚合。聚苯胺中的氮元素，可与金属作用。吸附金属后的聚苯胺，可用作催化剂。然而，现有技术，大多使用化学氧化剂（如过硫酸盐）来氧化苯胺，再通过后续吸附制备纳米催化剂。该方法将产生大量固废，难以应用到大规模生产中。并且，强氧化剂短时间内产生的纳米催化剂，其活性较低，导致应用范围狭窄。

最近，扬州大学俞磊、深圳大学苏陈良、温州大学徐清等人，报导了一种新的聚苯胺负载钯（Pd@PANI）催化剂的制备方法。他们利用空气做氧化剂，缓慢而温和地氧化苯胺聚合，并同时吸附金属钯，制备Pd@PANI。电镜分析表明，该催化剂中金属颗粒细小而均匀，因此，可高效催化一些金属有机化学反应，例如著名的Heck反应。

研究表明，该催化剂催化的Heck反应，具有广泛的底物应用范围。值得注意的是，该催化剂甚至可应用于含硫化合物的合成中而不中毒。然而，遗憾的是，与金属有机化学领域大多数催化剂类似，在没有特殊配体的存在下，该催化剂不可能催化碳-氯健活化。这一问题依然是后续研究中具有挑战性的课题。

通过对材料的分析测试以及一系列控制实验，他们还提出了催化剂工作的可能机理。初制备的催化剂外表被一层二价钯包裹，而内层则是0价钯。在反应中，三级胺可以将二价钯还原，生成活性的0价钯，催化反应。

总之，Pd@PANI催化剂活性较高、底物应用范围广泛，与金属络合物相比，这种催化剂可直接使用较廉价的氯化钯和聚苯胺方便地合成，从而制作成本较低，有望应用于大规模生产。

这一成果以全文的形式发表于ACS期刊《J. Org. Chem.》上。

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.joc.5b01358