通过添加金属原子优化氧化物表面上的乌尔曼偶联反应效率
材料科学
2023-06-21 v1 化学物理
摘要
在半导体表面上直接自下而上合成碳基纳米材料，可以使其电子和磁性性质与基底解耦。然而，这些非金属表面缺乏反应性，阻碍了这些反应的进行或显著降低了其产率。这些障碍实际上排除了将自下而上合成策略转移到半导体和绝缘体表面上的可能性。在这里，我们通过在乌尔曼偶联反应中掺入钴原子作为催化剂，在半导体 TiO(110) 表面上实现了对三联苯分子的高聚合产率。在室温 (RT) 下，钴原子即可引发 TiO(110) 上 4,4-二溴-对三联苯 (DBTP) 分子的脱溴反应，并形成中间体有机金属相。由于脱溴温度大幅降低，同偶联温度也显著降低，从而防止了 DBTP 分子从 TiO(110) 表面脱附，并使得聚对苯撑 (PPP) 的聚合产率得到极大改善。我们用碘化三联苯衍生物 (DITP) 证明了该机制的普适性，其表现出类似的脱卤和聚合温度以及非常相似的反应产率。因此，我们建议使用微量金属催化剂来推动非金属表面上的通用自下而上合成策略。
引用
@article{arxiv.2306.11388,
title = {Optimizing the Ullmann coupling reaction efficiency on an oxide surface by metal atom addition},
author = {Mikel Abadia and Ignacio Piquero-Zulaica and Jens Brede and Alberto Verdini and Luca Floreano and Johannes V. Barth and Jorge Lobo-Checa and Martina Corso and Celia Rogero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.11388},
year = {2023}
}