东京理工大学 铃木交叉偶联工艺的建议反应路径
信用:自然交流 东京理工大学的一组材料科学家已经表明，钯基金属间化合物Y3Pd2可以提高碳-碳交叉偶联反应的效率
他们的发现通过催化作用为一个更可持续的世界指明了方向
东京理工大学的研究人员开发了一种由钇和钯组成的电极材料，作为铃木交叉偶联反应的催化剂
这些反应是有机化学和药物化学中最广泛用于形成碳碳键的反应之一
根据理论计算，Y3Pd2被认为是一种有效的电解质，东京理工大学元素策略材料研究中心助理教授叶天南解释说，他是发表在《自然通讯》上的这项研究的第一作者
“在电子体内，阴离子电子被捕获在间隙位置，通常具有很强的电子供体效应，”他说
“这一特性促使我们将Y3Pd2用作铃木偶联反应催化剂，因为速率决定步骤的反应屏障可以通过电子从电极转移到底物来抑制
" 实验室试验表明，Y3Pd2的催化活性比纯钯催化剂高10倍，活化能降低35%
Y3Pd2之所以如此高效和稳定，是因为它成功地将活性钯原子结合到金属间电子晶格中
“我们晶格中稳定的钯活性位点解决了迄今为止报道的其它体系中常见的聚集和浸出问题，”叶说
“这使得我们的催化剂非常坚固，长期使用稳定，不会失活
" 催化剂的可重复使用性(最多20次循环)和钯原子回收的相对容易性代表了化学工业实现更大可持续性的重要一步
叶说，将钇和钯结合的想法是由现在斯坦福大学的延斯·克勒·诺斯科夫的工作引发的
2009年，诺斯科夫和他的同事发表了突破性的发现，催化剂由铂和早期过渡金属合金制成，包括钇
此后，许多研究小组一直在研究金属间化合物的新组合(由一种稀土金属和一种活性过渡金属组成)，目的是为化学工业开发更高效的催化剂
通过一系列的计算和实验研究，叶和他的团队证明了Y3Pd2具有与低功函数和高载流子密度相关的强给电子效应，这使得该催化剂在比纯Pd催化剂低得多的活化能下工作
剩下的一个挑战是Y3Pd2的表面积相对较低
为了解决这个问题，该团队使用了一种叫做球磨的粉碎技术，并比较了使用不同溶剂如庚烷和乙醇的催化活性
在迄今为止研究的所有样品中，研究小组发现铃木偶联反应速率与表面积的增加成正比
叶说，这些初步结果“非常有希望”，表明“通过进一步的纳米化可以提高催化性能”
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