鎳基催化劑

作為一種催化劑，鎳在許多合成轉換中發揮著核心作用，例如交叉耦合反應中的氧化加成、C-H 活化、還原消除、氧化環化、低聚以及碳-碳和碳-鄰原子鍵的形成。

鎳是一種過渡金屬，其存在形式包括與鋁或其他金屬的合金、鎳鹽、金屬氧化物上支撐的鎳；Raney Nickel（多孔形式）；或有機金屬络合物。鎳複合物具有小核半徑、高平分能、低電負性和低氧化還原電位。它們可以採用高自旋和低自旋配置，展現出一系列穩定的氧化狀態，例如鎳 (0)、鎳 (II)、鎳 (III) 和鎳 (IV)。

什麼是 Raney Nickel 催化劑？

Raney Nickel 是鎳與其他幾種化學元素混合物的多孔形式。奈米鎳微粒和 Raney Nickel 可作為催化劑，用於羰基化合物、芳香族化合物和不飽和碳氫化合物的氫化以及脫硫反應。

           

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金屬氧化物上支持的鎳

鎳合金和支持在不同金屬氧化物（如氧化鋁和二氧化矽）上的鎳可用作催化劑，將甲烷分解為二氧化碳和氫，以及將不飽和脂肪酸氫化為飽和脂肪酸。

           

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作為催化劑的鎳鹽

氯化鎳用於鎳鑄鋅電鍍、鎳的電解精煉，以及二芳胺和四氯化硅生產中的催化劑。鎳鹽（如六水合氯化鎳）在合成取代的吡咯和哌啶時用作催化劑。

           

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Nickel Organometallic Complexes as Catalysts in Cross-Coupling Reactions

有機金屬催化劑由配位體包圍的中心金屬組成。鎳複合物，如二溴(1,2-二甲氧基乙烷)鎳(II)、[1,2-雙(二苯基膦)乙烷]二氯化鎳(II)和雙(1,5-環辛二烯)鎳(0)，可作為催化劑用於烯烴的低聚或聚合、開環反應和交叉偶合反應，如 Mizoroki-Heck 反應（芳基鹵化物和烯的偶合）
。sup>2, Heck反應（芳基鹵化物或乙烯基鹵化物之間的C-C偶合）和Negishi偶合（有機鋅化合物與各種鹵化物（芳基、乙烯基、苄基或烯丙基）的偶合）。

有機金屬複合物由過渡金屬催化劑和配體組成，如g. BINAP。配體在穩定和活化金屬催化劑方面扮演關鍵角色。

代表性基板範圍：

收率 78%，94:6

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收率 84%, 95:5

收率 89%, 97:3

收率 87%, 96:4

收率 92%, 97:3

收率 77%, 96:4

比率代表主要產品與所有其他異構體的總和。

                 

參考資料

1. Diccianni J, Lin Q, Diao T. 2020. Mechanisms of Nickel-Catalyzed Coupling Reactions and Applications in Alkene Functionalization. Acc. Chem. Res.. 53(4):906-919. https://doi.org/10.1021/acs.accounts.0c00032

2. Standley EA, Jamison TF. 2013. Simplifying Nickel(0) Catalysis: An Air-Stable Nickel Precatalyst for the Internally Selective Benzylation of Terminal Alkenes. J. Am. Chem. Soc.. 135(4):1585-1592. https://doi.org/10.1021/ja3116718

3. Tasker SZ, Standley EA, Jamison TF. 2014. Recent advances in homogeneous nickel catalysis. Nature. 509(7500):299-309. https://doi.org/10.1038/nature13274