浅谈国外“Suzuki-Miyaura金属偶联反应”的教学设计思路.pdf

1、 国外化学教育 大学化学(DaxueHuaxue) Univ.Chem.2016,31(10),98 104 October doi:10.3866/PKU.DXHX201602011 * 通讯作者 ，Email: 浅谈国外 “Suzuki-Miyaura 金属偶联反应 ” 的教学设计思路 李 田 马锴果 高 珍 李维红 * ( 北京大学化学与分子工程学院， 基础实验教学中心 ， 北京100871) 摘要 ：Suzuki-Miyaura 金属 偶联 反应 是在 零价 钯配 合物 的催 化下 ， 芳基 硼酸 或硼 酸酯 与卤 代芳 烃发 生交 叉偶 联的 过程 。 该反 应具 有很 强的 底物

2、 适应 性和 官能 团容 忍性 ， 广泛 应用 于众 多天 然产 物与 有机 材料 的 合 成 。 鉴 于 反 应 的 重 要 性 ， 近 年 来 国 外 高 校 逐 渐 尝 试 将Suzuki-Miyaura 反 应 引 入 到 本 科 生 的 有 机 实 验 教 学 中 。 本 文 针 对2000 年 后JournalofChemicalEducation 期 刊 中 涉 及 的Suzuki-Miyaura 反 应 ， 分 别 从反 应条 件 、 后处 理和 表征 方法 、 实验 拓展 等多 个方 面进 行了 比较 和归 纳 ， 并对 其设 计理 念和 教学 特色 进行了综述 。 关键词：

3、Suzuki-Miyaura 金属偶联反应 ；教学实验设计 中图分类号 ：G64 ；O6-3 ABriefIntroductiontoSuzuki-MiyauraCouplingReactionin OrganicLabAbroad LITian MAKai-Guo GAOZhen LIWei-Hong * (ExperimentalChemistryCenter,CollegeofChemistryandMolecularEngineering,PekingUniversity, Beijing100871,P.R.China) Abstract: Suzuki-Miyaurareactio

4、nisacouplingprocessofarylboricacid(boronester)andarylhalide thatcatalyzedbypalladium(0).Thereactionshowswelltoleranceforvariousfunctionalgroupsandiswildly appliedinsynthesesofnaturalproductsandorganicmaterials.Recently,collegesabroadtriedtointroduce thisreactionintotheundergraduateorganiclab.Thispap

5、ercollectedtheliteraturesinJournalofChemical EducationabouttheSuzuki-Miyaurareactionsince2000andgaveanoverview. KeyWords: Suzuki-Miyauracouplingreaction; Experimentaldesign 1 Suzuki-Miyaura 金属偶联反应的背景介绍 有 机 化 学 的 魅 力 在 于 科 学 家 可 以 扮 演 “ 上 帝 之 手 ” ， 独 具 匠 心 地 创 造 分 子 世 界 。 有 机 大 分 子 由 于 其 复 杂 的 结 构 和

6、独 特 的 功 能 ， 一 直 是 有 机 合 成 领 域 的 热 点 和 难 点 。 大 分 子 的 合 成 依 赖 于 大 量CC 键 的 构 筑 ， 然 而 碳 键 的 稳 定 性 为 此 带 来 很 大 的 困 难 ， 如 何 有 效 地 激 活 碳 原 子 是 重 构C C 键 的 关 键 。 1912 年 格 氏 反 应 的 发 现 是 该 领 域 的 第 一 个 里 程 碑 ， 金 属 的 插 入 为 研 究 者 提 供 了 全 新 的 思 路 。 然 而 此 反应条件剧烈 、 需要等物质的量的金属 试剂 ， 同时官能团容忍性较差 。 随后出现的钯催化的交 叉偶联 反应解决了这一

7、问题 。 通过极少量的钯催化剂 的使用形成碳钯键 ， 使原本惰性的碳原子变 得活泼 ， 使 反应更容易发生 ， 并且反应条件更温和 、 底物官能团容忍性更好 ， 甚至可以将原本合成中 的多步反应 简化为一步反应 。 该研究为化学家们提供 了一款精巧的工具来合 成复杂的有机分子 ， 并广泛应用于制 98李 田 等 ： 浅谈国外 “Suzuki-Miyaura 金属偶联反应 ”的教学设计思路 No.10 药 、 电 子 工 业 和 先 进 材 料 等 领 域 1 3 。2010 年10 月6 日 ， 瑞 典 皇 家 科 学 院 宣 布 将2010 年 诺 贝 尔 化 学 奖 授 予 美 国 科 学

8、 家RichardF.Heck ， 以 及 日 本 科 学 家Ei-ichiNegishi 和AkiraSuzuki ， 以 表 彰 三 位 科 学 家 在钯催化交叉偶联反应方面的卓越研究 4 6 。 图1 是获奖的三位科学家 。 在 一 系 列 钯 催 化 的 偶 联 反 应 中 ， 以Suzuki-Miyaura 反 应 条 件 最 温 和 ， 反 应 最 低 毒 ， 且 应 用 最 广 泛 。Suzuki-Miyaura 反 应 最 初 于1979 年 由 日 本 北 海 道 大 学 的Suzuki 教 授 7 发 现 并 提 出 。 反 应 是 在 零 价 钯 配 合 物 的 催 化

9、下 ， 芳 基( 烯 基) 硼 试 剂 与 卤 代 芳 烃( 烯 烃) 发 生 交 叉 偶 联 反 应 ， 从 而 实 现C(sp 2 ) C(sp 2 ) 单 键 的 连 接 。 反 应 依 次 经 历 氧 化 加 成 、 转 移 金 属 化 、 还 原 消 除 三 个 过 程 。 首 先Pd(0) 插 入 到 卤 代 芳 烃 中 生 成Pd(II) 络 合 物 ， 使 原 本 碳 卤 键 中 较 为 亲 电 的 碳 原 子 通 过 碳 钯 键 的 形 成 而 具 有 亲 核 性 ， 从 而 大 大 提 高 反 应 活 性 ； 随 后 在 碱 的 作 用 下 ， 氧 化 加 成 得 到 的

10、碳 钯 键 与 另 一 分 子 中 的 碳 硼 键 进 行 转 金 属 反 应 ， 将 硼 上 的 基 团 转 移 到 金 属 钯 上 ； 最 后 通 过 还 原 消 除 的 方 式 形 成 新 的 碳 碳 键 ， 获 得 的Pd(0) 催 化 剂 可继续启动下一次循环 。 图2 为反应的示例图和机理图 。 图1 2010 年诺贝尔化学奖获奖者 图2 Suzuki-Miyaura 反应的示意图和机理图 鉴 于 金 属 催 化 偶 联 反 应 在 科 研 中 日 益 发 挥 重 要 的 作 用 ， 把 相 关 内 容 引 入 本 科 生 的 有 机 实 验 教 学 ， 将有助 于丰富 学生的 知

11、识体 系 ， 帮助其 了解最 前沿的 科学研 究 ， 并为学 生后续 开展科 研工作 打下扎 实 的基础 。 目前实 验教学 中金属 参与的 实验通 常只涉 及传统 的格氏 反应 ， 如何将 最新的 钯催化 的金属 偶 联 反 应 ， 尤 其 是 适 合 为 本 科 生 开 设 的Suzuki-Miyaura 反 应 引 入 实 验 教 学 ， 值 得 我 们 认 真 思 考 。 本 文 对 99Univ.Chem.2016 Vol.31 2000 年 后 发 表 在 美 国 化 学 会Journal of Chemical Education 杂 志 上 的9 篇 相 关 文 献 进 行 了

12、 综 述 ， 以 期 抛 砖引玉 ，对今后的实验设计有所指导 。 2 国外Suzuki-Miyaura 金属偶联反应的教学设计思路 观 察9 篇 文 献 的 发 表 年 份 我 们 发 现 ，2000 年 后 ， 关 于Suzuki-Miyaura 反 应 的 教 学 设 计 逐 年 增 多 ， 已 引 起 大 家 的 足 够 重 视 。 实 验 内 容 在 设 计 上 体 现 出 以 下 特 点 ：(1) 注 重 知 识 的 整 合 和 传 递 。 实 验 不 仅 着眼于训练学生在金属 催化偶联反应方面的操 作技能 ， 更着力于拓宽学生的知 识视野 ， 授课中以点带 面 ， 让 学 生 对

13、金 属 有 机 化 学 形 成 较 为 全 面 的 认 识 和 体 会 。(2) 紧 随 科 研 进 展 ， 加 强 教 学 与 科 研 的 衔 接 。 自1979 年Suzuki-Miyaura 反应被发现以来 ， 研究者已从多个 方面对反应进行 了优化 ， 包括尝试以 氯代芳烃作为反应 底物 8 ； 开发含氮配体或无 配体类催化剂 9 ； 开发金属镍催化剂 10 ； 采用水或离子液 体 作 为 反 应 介 质 11 ； 采 用 现 代 的 微 波 法 提 供 热 源 12 等 。 文 献 表 明 ， 教 学 设 计 已 不 断 地 将 以 上 进 展 融 入 其 中 ， 实 现 了 该 领

14、 域 教 学 实 验 与 科 学 研 究 的 与 时 俱 进 。(3) 强 调 环 保 理 念 ， 重 视 绿 色 化 学 。 以 下 我 们 将 从 反 应 条 件 、 后 处 理 和 表 征 方 法 、 实 验 拓 展 三 个 方 面 对9 篇 教 学 实 验 进 行 更 加 详 细 的 分 析 和 总 结 ， 相关的条件与数据列于表1 中(为便于说明 ， 我们采用字母对文献进行了编号) 。 表1 Suzuki-Miyaura 金属偶联反应在实验教学中的应用举例 序 号 a 13 b 14 c 15 d 16 e 17 f 18 发表 年份 2001 2005 2008 2012 2013

15、 2014 学时 4h/ 周 2 周 1.5d/ 周 8 周 4h/ 周 2 周 2.53h 3h 3h 反应底物 温度 回流 60C 60C 回流 40 105C 70C r.t. 溶剂 丙醇/ 水 四氢呋喃 8 种溶剂 水 Bmim PF6/ 丙 酮/ 水 水 乙醇 催化剂 Pd(OAc)2+ PPh3 Pd(OAc)2/ Pd(PPh3)4 Pd(PPh3)4 10%Pd/C Pd(OAc)2 1000ppm PdCl2in5% aqHCl 反应 时间 1.0h 16h 4h/8h 0.5h 1.0h 0.5h 0.25h 反应装置 圆底瓶(N2) Schlenk 瓶(N2) Chems

16、peed ASW2000 工作站(Ar) 圆底瓶 圆底瓶 圆底瓶 圆底瓶 后处理 方法 萃取/ 浓 缩/ 重结晶 萃取/ 浓 缩/ 柱色谱 无 重结晶 萃取/ 柱色 谱 重结晶 过滤/ 浓缩 后处理 溶剂 乙酸 乙酯 二氯甲 烷/ 氯仿 无 甲醇/ 水 乙醚 乙醇/ 水 二氯 甲烷 表征方法 熔点/IR/ 1 HNMR TLC/GC/ 1 HNMR/ 紫外灯 GC 1 HNMR/ 13 CNMR/ IR/MS TLC/ 1 HNMR/ 13 CNMR 1 HNMR/ IR/ 熔点 1 HNMR/ 13 CNMR/IR/ 熔点 待续 100李 田 等 ： 浅谈国外 “Suzuki-Miyaura

17、 金属偶联反应 ”的教学设计思路 No.10 2.1 反应条件的选择 反应条件包括底物 、 溶剂 、 催化剂 、 温度 、 反应时间和实验装置几 个方面 。 教学实验需要确保安 全低毒 ， 并在限定的学时内完成 。 因此 ， 实验中底物通常选取结 构典型 、 活性较高的化合物 ， 以此保 证 实 验 在 较 低 的 温 度 和 较 短 的 时 间 内 完 成 。 观 察 表1 的 实 验 数 据 我 们 发 现 ， 教 学 学 时 基 本 都 控 制 在 3h/ 周 ， 反 应 温 度 除 文 献c 、h 和i 外 ， 其 余 均 不 高 于80C 。 此 外 ， 为 了 突 出 教 学 重

18、点 ， 实 验 中 尽 量 选 择 结 构 简 单 、 取 代 较 少 的 反 应 物 ， 以 避 免 后 处 理 和 讨 论 中 出 现 过 度 复 杂 、 难 以 分 析 的 情 况 。9 篇 文 献 中 ， 碘 苯 、 溴 苯 和 苯 硼 酸 作 为 高 频 出 现 的 反 应 底 物 ， 仅 取 代 少 量 稳 定 的 甲 基 和 甲 氧 基 官 能 团 即 是 例 证 。 在 反 应 溶 剂 的 选 取 上 ， 一 方 面 传 统 的Suzuki-Miyaura 反 应 通 常 以THF/DMF 等 极 性 有 机 溶 剂 作 为 反 应 介 质 ， 因 其 对 底 物 具 有 很

19、好 的 溶 解 度 和 一 定 的 活 化 度 ， 对 提 高 反 应 产 率 有 所 裨 益 。 而 另 一 方 面 ， 有机溶剂的高毒 、 高污染性也促使大家以 水和离子液体作为反应 介质 ， 从而使反应迈向绿色化 和清洁 化 。 纵 观 表1 的 溶 剂 类 型 ， 两 种 思 路 均 有 体 现 。 文 献b 和i 选 用 传 统 的THF 和DMF 作 溶 剂 ， 而 文 献 c 、d、e 和h 中 ， 作 者 则 选 择 了 水 和 离 子 液 体 ， 其 余 文 献 则 多 数 选 择 介 于 二 者 之 间 的 醇 为 溶 剂 ， 兼 顾 反应活性和绿色特性 。 催 化 剂 的

20、 选 择 结 合 最 新 的 科 研 进 展 ， 从 经 典 的 含 膦 配 体 ， 到 最 新 的 含 氮 配 体 、 无 配 体 类 钯 催 化 剂 ， 以 及 镍 催 化 剂 均 有 涉 及 。 文 献a 和b 选 择 科 研 中 最 为 常 用 的Pd(PPh3)4 ， 或Pd(OAc)2 外 加PPh3 配 体 ， 有 利 于 学 生 学 习 经 典 的 反 应 条 件 。 文 献c 、d 、f 和h 选 择 无 配 体 类 催 化 剂 ， 目 的 在 于 避 免 膦 配 体 有 毒 且 对 空 气 不 稳 定 的 缺 点 ， 并 简 化 反 应 装 置 。 文 献e 和i 采 用

21、含 氮 配 体 ， 在 降 低 配 体 毒 性 的 同 时 ， 可 提 高 催 化 剂 的 溶 解 度 和 催 化 活 性 ； 文 献g 则 从 结 构 稳 定 、 价 格 低 廉 的 角 度 出 发 ， 以 金 属 镍 催 化 剂 代 替金属钯催化剂 。 基 于 不 同 的 催 化 剂 类 型 ， 相 应 有 不 同 的 反 应 装 置 。 对 于 无 配 体 、 含 氮 配 体 类 钯 催 化 剂 和 镍 催 化 剂 ， 其在空气中较稳定 ， 因此反应装置较常规 ， 通常在圆底瓶中进行即 可 ； 而对于含膦配体的钯催 化 剂 ， 由 于 膦 配 体 对 空 气 敏 感 ， 因 此 对 反

22、应 装 置 有 一 定 要 求 。 文 献a 采 用 圆 底 瓶 外 加 氮 气 球 的 方 法 将 体 系与空气隔离 ， 该方法实验装置简单 ， 常规的教学实验室均可 满足条件 ， 但仅适用于高活性高产 率的 快 速 反 应 。 文 献b 则 引 入 了 科 研 中 通 用 的Schleck 技 术 ， 采 用Schleck 瓶 ， 并 配 合 双 排 管 、 油 泵 和 氮 气 钢瓶 ， 可以严格地创造体系的 惰性气氛 。 该方法虽然操作流程较 为复杂 ， 但对于严格的无氧反应 十分 表1 Suzuki-Miyaura 金属偶联反应在实验教学中的应用举例( 续) 序号 g 19 h 20

23、i 21 发表 年份 2015 2015 2015 学时 2h/ 周 2 周 3h/ 周 2 周 3h/ 周 5 周 反应底物 温度 80C 150C 100C 溶剂 叔戊醇 水 DMF 催化剂 Pd(OAc)2 Pd(PPh3)4or 反应时间 1.0h 0.25h 15h 反应装置 圆底瓶/ 微波 微波(400W) Schlenk 瓶 (N2) 后处理 方法 柱色谱 过滤/ 萃 取/ 柱色谱 无 后处理 溶剂 无 表征方法 TLC/ 1 HNMR/ 13 CNMR TLC/ 熔点/ 1 HNMR/ 13 CNMR GC 101Univ.Chem.2016 Vol.31 适 用 。 比Sch

24、leck 瓶 更 为 高 级 和 昂 贵 的 装 置 ， 文 献b 也 予 以 采 用 ， 文 献 中 ， 主 讲 教 师 引 入 了 先 进 的 全 自 动 工 作 站 ， 该 工 作 站 可 以 同 步 进 行16 个 对 照 实 验 ， 反 应 结 果 直 接 进 入 工 作 站 自 备 的 气 相 色 谱(GC) 进 行 分 析 ， 在 确 保 无 氧 条 件 的 同 时 ， 可 以 短 时 间 实 现 对 最 优 实 验 条 件 的 筛 选 。 具 体 的 装 置 如 图3 所 示 。 与 其 他 教 师 希 望 简 化 装 置 、 尽 量 适 应 于 基 础 实 验 室 的 资 源

25、 配 置 不 同 ， 文 献b 中 ， 作 者 希 望 将 学 术 界和工业界中最先进的 仪器予以介绍 ， 以帮助学生更好地融入 今后的科研工作 。 与上述传统的加热方 式 不 同 ， 文 献h 另 辟 蹊 径 ， 将 近 年 来 新 兴 的 微 波 法 引 入 实 验 教 学 ， 以 帮 助 学 生 了 解 区 别 于 传 统 的 电 热 套和电磁搅拌器的全新能量供给来源 。 2.2 后处理和表征方法的选择 区 别 于9 篇 文 献 在 反 应 条 件 方 面 的 各 具 特 色 ， 后 处 理 过 程 基 本 大 同 小 异 ， 均 采 用 了 基 础 有 机 实 验 中 的 常 规 方

26、法 。 例 如 文 献a 、d 和f 配 合 以 常 规 的 有 机 溶 剂 ， 以 萃 取 、 浓 缩 和 柱 色 谱 的 方 法 对 产 物 进 行 了 分 离 。 文 献c 和e 在 经 典 操 作 的 基 础 上 ， 引 入 绿 色 化 学 的 理 念 ， 以 重 结 晶 作 为 纯 化 手 段 ， 并 以 无 毒 或 低 毒 的 水 和 醇 代 替 有 机 溶 剂 ， 为 学 生 提 供 更 加 安 全 的 实 验 环 境 。 文 献b 和i 相 对 较 为 特 殊 ， 没 有 经 过后处理过程而直接将产物的粗品进行GC 分析 ，直接对反应产率进行了核算 。 产 物 的 结 构 表

27、征 同 样 采 用 基 础 有 机 实 验 中 的 常 用 方 法 。 以 薄 层 色 谱 法 对 反 应 进 程 和 产 物 纯 度 进 行 监 测 ， 配 合 熔 点 仪 、 红 外 光 谱 、 核 磁 氢 谱 和 碳 谱 对 产 物 的 结 构 和 纯 度 做 进 一 步 分 析 。 个 别 反 应 以 GC 作为表征手段 。采用常规方法进行表征的优势在于方便在兄弟高校中推广和应用 。 2.3 实验内容的拓展 在 学 时 允 许 的 条 件 下 ， 教 师 也 尽 可 能 地 丰 富 实 验 内 容 ， 以 帮 助 学 生 串 联 更 多 的 知 识 点 ， 对 相 关 领 域 有 更

28、加 全 面 深 入 的 理 解 。 本 文 中 ， 有4 篇 文 献 将 “ 有 机 方 法 学 ” 引 入 了 实 验 教 学 ， 例 如 文 献b 选 用 了8 种 不 同 的 溶 剂 和 不 同 的 反 应 时 间 ， 并 比 较 了 它 们 的 产 率 ； 文 献d 中 ， 作 者 通 过 改 变 溶 剂 体 系 ， 让 学 生 比 较 水 、 丙 酮 和 离 子 液 体 对 产 率 的 影 响 ； 文 献i 则 对 催 化 剂 和 反 应 时 间 进 行 了 变 化 ， 引 导 学 生 分 析 dupont s 配 体 相 较 于 膦 配 体 的 优 势 ， 并 了 解 反 应 时

29、间 对 产 率 的 影 响 ， 具 体 条 件 如 图4 所 示 。 类 似 的 设 计 有 助 于 引 导 学 生 理 解 反 应 的 发 展 历 程 ， 对 于 培 养 学 生 的 科 研 思 维 大 有 裨 益 。 需 要 指 出 的 是 ， 考 虑 到 教 学 学 时 的 限 制 ， 在 实 际 教 学 中 ， 每 位 学 生 只 负 责 其 中 一 组 实 验 条 件 的 摸 索 ， 实 验 结 束 后 学 生 将 所 有 结 果 和 数 据 汇 总 ， 并 在 讨 论 环 节 集 体 分 析 。 该 设 计 思 路 不 仅 保 证 了 学 生 实 验 的 独 立 性 和 探 索性

30、， 而且提高了整体的实验效率 ，值得借鉴和推广 。 在 结 构 表 征 的 环 节 ， 区 别 于 其 他 文 献 仅 采 用 薄 层 色 谱 和 核 磁 共 振 等 传 统 方 法 ， 文 献b 增 加 了 荧 光 表 征 技 术( 图5(1) 。 底 物 设 计 上 ， 作 者 引 入 了 稠 环 芳 香 化 合 物 溴 代 芴 ， 随 着 反 应 的 进 行 ， 体 系 中 逐 渐 生 成 芳 香 大 共 轭 产 物 ， 当 用 紫 外 灯 对 反 应 瓶 进 行 照 射 时 ， 即 可 观 察 到 蓝 色 荧 光 从 无 到 有 ， 且 亮 度 不 断 增 强 。 该 设 计 不 仅

31、增 加 了 实 验 的 丰 富 性 和 趣 味 性 ， 而 且 可 以 在 后 续 的 讨 论 中 延 伸 出 光 谱 的 相 关 知 识， 有利于完善学生的知识体系 。 图3 Suzuki-Miyaura 教学实验的反应装置 14 102李 田 等 ： 浅谈国外 “Suzuki-Miyaura 金属偶联反应 ”的教学设计思路 No.10 如 果 说 大 部 分 文 献 着 重 于 实 验 设 计 和 开 展 的 阶 段 ， 那 么 文 献f 则 走 得 更 远 。 作 者 将Gaussian 计 算 引 入 到 实 验 教 学( 图5(2) ， 理 论 计 算 与 实 验 论 证 巧 妙 结

32、 合 ， 在 拓 展 学 生 技 能 的 同 时 ， 加 深 了 学 生 对 于 实 验 现 象 的 理 解 ， 并 对 理 论 化 学 的 进 展 有 所 了 解 。 教 师 指 导 学 生 采 用 密 度 泛 函 理 论(DFT) 对 不 同 卤 素 取 代 的 碳 卤 键 的 键 能 进 行 了 计 算 ， 并 引 导 学 生 分 析 了Suzuki-Miyaura 反 应 中 卤 素 取 代 基 反 应 活 性 差 别 的 根 源 所 在 ； 而 对 于 学 生 “ 联 苯 是 平 的 ” 这 一 错 误 的 思 维 定 势 ， 教 师 同 样 引 导 学 生 进 行 了 理 论 计

33、算 ， 通 过 结 构 优 化 得 到 了 联 苯 的 扭 曲 构 象 ， 给 予 了 学 生 强 烈 直 观 的 认 知 冲 击 。 实 验 结 果 与 理 论 计 算 相 互 结 合 ， 是 目 前 科 研 中 常 用 的 研 究 思 路 ， 然 而 在 教 学 实 验 中 并 不 多 见 。 文 献f 进 行 的 设 计 是 很 好 的 尝 试 ， 值 得 我 们 借 鉴 。 3 总结与展望 Suzuki-Miyaura 反 应 作 为 构 筑C(sp 2 ) C(sp 2 ) 单 键 的 精 巧 手 段 ， 自1979 年 发 现 以 来 ， 以 其 良 好 的 底 物兼容性 、 温和

34、的反应条件和高效 的反应性能 ， 在药物和材料合成等领 域发挥着重要的作用 。 为了更 好 地 衔 接 实 验 教 学 与 学 生 今 后 的 科 研 工 作 ， 在 基 础 有 机 实 验 室 引 入Suzuki-Miyaura 反 应 具 有 一 定 的 现 实 意 义 。 本 文 综 述 了2000 年 后 发 表 在JournalofChemicalEducation 杂 志 上 的9 篇 相 关 文 献 ， 从 反 应 条 件 、 后处理和表征方法 、 实验拓展三个方面对其 实验内容和设计思路进 行了详细的讨论和总结 。 实验 设 计 以 经 典 的Suzuki-Miyaura 反

35、应 为 核 心 ， 以 点 带 面 ， 使 学 生 紧 随 科 学 研 究 的 前 沿 ， 形 成 了 完 整 的 知 识脉络 ， 深入理解了过渡金属催 化的交叉偶联反应的背 景 、 机理和应用 ， 掌握了无氧反应的一系 列操 作流程 ， 并具备了一定的绿色化 学的理念和科学研究的 思路 。 以上经验和思路对于我 们今后的实验设 计具有一定的参考和指导意义 。 图4 Suzuki-Miyaura 反应教学实验中的条件优化 14,16,21 图5 Suzuki-Miyaura 反应的荧光表征和理论计算 14,18 103Univ.Chem.2016 Vol.31 参 考 文 献 1 Nicola

36、ou,K.C.;Ramanjulu,J.M.;Natarajan,S.;Brse,S.;Rbsam,F.Chem.Commun.1997,No.20,1899. 2 Huo,L.;Hou,J.;Zhang,S.;Chen,H.;Yang,Y.Angew.Chem.Int.Edit.2010,49,1542. 3 黄春辉, 李富友, 黄 维. 有机电致发光材料与器件导论. 上海: 复旦大学出版社,2005. 4 陈 垚, 赖文勇, 解令海, 黄 维. 科学通报,2011,56(13),995. 5 张韶光, 张文雄. 大学化学,2010,25(6),1. 6 肖唐鑫, 刘 立, 强琚莉, 王乐勇

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39、mard,J.M.;Syvinski,C.A.;Deveau,A.M.J.Chem.Educ.2012,89,1064. 17 Hamilton,A.E.;Buxton,A.M.;Peeples,C.J.;Chalker,J.M.J.Chem.Educ.2013,90,1509. 18 Hill,N.J.;Bowman,M.D.;Esselman,B.J.;Byron,S.D.;Kreitinger,J.;Leadbeater,N.E.J.Chem.Educ.2014,91,1054. 19 Hie,L.;Chang,J.J.;Garg,N.K.J.Chem.Educ.2015,92,571. 20 Soares,P.;Fernandes,C.;Chavarria,D.;Borges,F.J.Chem.Educ.2015,92,575. 21 Oliveira,D.G.M.;Rosa,C.H.;Vargas,B.P.;Rosa,D.S.;Silveira,M.V.;Moura,N.F.D.;Rosa,G.R.J.Chem.Educ.2015,92,1217. 104