克服有机化学中的溶解度问题

北海道大学的科学家们开发了一种快速，有效的交叉偶联反应方案，极大地扩展了可用于合成有用有机化合物的化学物质库。化学反应是用于多种目的的产物合成中的重要过程。在大多数情况下，通过将反应物溶解在溶剂中，这些反应在液相中进行。但是，有很多化学物质部分或完全不溶，因此尚未用于合成。合成许多尖端有机材料所需的起始材料(例如有机半导体和发光材料)通常溶解性差，从而导致基于溶液的合成中出现问题。因此，迫切需要开发一种不依赖溶剂的合成方法来克服有机合成中这些长期存在的溶解性问题，以合成新的有价值的有机分子。

近年来，使用球磨的合成技术已用于在固相中进行无溶剂反应。已经提出，球磨的使用将潜在地克服合成化学中的上述溶解度问题，但是从未为此目的进行过系统的研究。

北海道大学化学反应设计与发现研究所(WPI-ICReDD)的四名科学家组成的小组，由久保田晃二副教授和伊藤肇二教授领导，为铃木-宫浦交叉偶联开发了一种快速，高效，无溶剂的方案。不溶性芳基卤化物的反应。该方案发表在《美国化学学会杂志》上。

卤代芳烃是有机功能分子合成的常用起始材料，主要是通过钯催化的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应获得的，北海道大学名誉教授铃木晃晃获得了2010年诺贝尔化学奖。尽管交叉偶联反应已被用于合成各种有价值的分子，但是不溶性芳基卤化物不是合适的底物，因为铃木-宫浦的交叉偶联反应主要是在溶液中进行的。

考虑到这一限制，科学家们致力于开发一种有效的固态Suzuki-Miyaura交叉偶联反应，该偶联反应可用于许多极不反应的不溶性芳基卤化物。关键设备包括用于混合反应物的球磨机;热风枪，用于提高反应发生的温度;以及使用由乙酸钯(催化剂)，SPhos(铃木-宫浦交叉偶联反应的高性能配体)和1,5-环辛二烯(分散剂和稳定剂)组成的催化体系。

这项研究的重点是将无溶剂的固态反应应用于大多数不溶的芳基卤化物。这些反应物在常规的基于溶液的反应中不产生任何产物。但是，使用高温球磨进行的固态反应得到了所需的产物。重要的是，研究小组发现了一种由不溶性颜料紫23制成的新型强光致发光材料。

久保田浩二说：“高温球磨技术和我们的催化系统对于不溶性芳基卤化物的交叉偶联反应至关重要，我们制定的方案扩大了不溶性起始原料衍生的有机分子的多样性。”

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