开发新型催化剂以在温和条件下进行有效的成键反应，在新药发现、精细化学合成和工业前体的可持续生产中的应用，是现代有机合成的一个重要环节。近年来，随着可见光光氧化还原催化的发展，其提供了传统热金属催化方法的替代方法，让反应通常可以在温和的条件下进行。
不过，虽然光催化方法具有经济和操作上的优势，但大多光催化交叉偶联反应通常在底物选择上容易受限于芳基碘化物或已活化的芳基溴化物。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
因此，开发能够在温和反应条件下激活芳基氯化物，实现 N-杂原子交叉偶联反应中的催化剂就显得更加具有价值。另一方面，拥有极小尺度（<3 nm）且有着原子级精确的纳米团簇（NCs）由于其高表面积和不饱和的活性位点而被认为是最有前途的催化剂之一。最近，KAUST Catalysis Center 的Magnus Rueping教授和Osman M. Bakr教授在J. Am. Chem. Soc.上报道了一种基于铜纳米簇的催化剂 [Cu61(StBu)26S6Cl6H14] (Cu61NC)，即可在室温下通过可见光照射，使芳基氯化物与含氮杂环发生 C-N 键生成反应。
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该研究利用了一系列 N-杂环亲核试剂去和不同的芳基氯化物进行反应，他们利用这种新的 Cu61NC 催化剂，可以良好的收率提供 C-N 偶联产物。
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此外，他们也经由机理研究表明，光激发的 Cu61NC 配合物可与芳基卤化物进行单电子转移 (SET) 过程，从而实现 C-N的芳基化反应。
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参考文献：Visible-Light Copper Nanocluster Catalysis for the C−N Coupling of Aryl Chlorides at Room Temperature
J. Am. Chem. Soc. 2022, jacs.2c02218
原文作者：Arunachalam Sagadevan, Atanu Ghosh, Partha Maity, Omar F. Mohammed,
Osman M. Bakr,* and Magnus Rueping*
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.2c02218
