可回收的金催化剂：多孔有机聚合物与三唑金完美结合

一价金催化剂作为非常高效的路易斯酸，广泛用于炔烃、烯烃和连二烯的活化，可以催化环化反应、重排反应、亲核加成反应等，并成功的用于天然产物的合成。但是，这些反应在工业生产和大规模合成中的应用受限于金催化剂的价格以及稳定性。最近，南佛罗里达大学的史晓东（点击查看介绍）课题组和马胜前（点击查看介绍）课题组共同研发了一种可回收的三唑金(I)催化剂，通过使用多孔有机聚合物作为载体，大幅提升了催化剂的稳定性，且该催化剂在多次重复使用后还能维持较好的催化活性。

一般来说，一价金的正离子[L-Au]^＋（L为中性配体）是金催化反应的活性催化剂。由于该离子的稳定性很差，大部分一价金催化的反应都使用更为稳定但没有催化活性的L-Au-Cl作为催化剂前体，在反应中使用银离子盐，通过形成AgCl沉淀来除去氯离子，形成具有催化活性的金正离子。

史晓东课题组一直致力于1,2,3-三唑和过渡金属络合物的研究，并开发出一系列三唑金(I)催化剂，成功地提高了金催化剂的稳定性。由于非均相催化剂可以重复使用，开发合适的非均相金催化剂能大大地降低反应成本。如果使用传统的金催化剂合成方法，活化过程中产生的AgCl沉淀无法和非均相催化剂分离，可能会对反应效果造成影响。使用三唑的共轭碱来取代氯形成的催化剂前体则可以用酸活化，保证催化剂活性的同时也避免了AgCl的生成。

另一方面，对催化剂骨架的选择也非常重要。鉴于三苯基膦是在一价金催化中最常使用的L配体，本文作者首先选用了三苯基膦树脂作为配体，但得到的非均相催化剂PS-TA-Au的催化效率很低。比较而言，多孔有机聚合物由于其独特的物理化学性质，在与过渡金属的配位中展现出很大的优势。将配体换为4-乙烯基三苯基膦的聚合物载体，得到的三唑金(I)催化剂POP-TA-Au在多个不同类型的反应中都展现了良好的催化活性。

与均相三苯基膦三唑金TA-Au相比，POP-TA-Au体现出了更好的稳定性，并且在大部分反应中循环使用多次后还能保持较好活性。和均相TA-Au催化剂一样，POP-TA-Au能够选择性地活化炔烃而不活化连二烯烃。值得一提的是，对于一些挑战性较高的反应，比如炔基的硼氢化反应和1,3-二酮作为亲核试剂的加成反应，均相TA-Au的催化效果都很差。为了提高反应的效率，需要把TA-Au的L配体从三苯基膦替换成XPhos。而POP-TA-Au则可以在相同的条件下高效地催化这些反应，并循环使用，很大程度降低了这些反应的成本。该催化剂还被成功地应用到了炔烃的氧化偶联反应中。

该论文作者为：Rong Cai, Xiaohan Ye, Qi Sun, Qiuqin He, Ying He, Shengqian Ma, Xiaodong Shi

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Anchoring Triazole-Gold(I) Complex into Porous Organic Polymer To Boost the Stability and Reactivity of Gold(I) Catalyst

ACS Catal., 2017, 7, 1087-1092, DOI: 10.1021/acscatal.6b03211

研究团队介绍

Xiaodong Michael Shi（史晓东）

2015 - now: Associate Professor, University of South Florida

2011 - 2015: Associate Professor, West Virginia University

2005 - 2011: Assistant Professor, West Virginia University

2002 - 2005: Postdoctoral Research Associate, University of California, Berkeley

1998 - 2002: Ph.D. University of Maryland

1994 - 1997: M.S. Nankai University

1990 - 1994: B.S., Nankai University

E-mail: xmshi@usf.edu

课题组主页: http://xmshi.myweb.usf.edu/index.htm

Shengqian Ma （马胜前）

2015 - now: Associate Professor, University of South Florida

2010 - 2015: Assistant Professor, University of South Florida

2008 - 2010: Director's Postdoctoral Fellow, Argonne National Laboratory

2003 - 2008: Ph.D. Miami University

2001 - 2003: B.S.  Jilin University

E-mail: sqma@usf.edu

课题组主页: http://sqma.myweb.usf.edu/

X-MOL催化领域学术讨论QQ群（210645329）