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Pd的N-杂环离子盐合成及催化性能研究

作　者: 曾正芳
导　师: 蔡琥；王瑞虎
学　校: 南昌大学
专　业: 无机化学
关键词: 钯 Suzuki反应氢化离子液体 N-杂环
分类号: O643.32
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

偶联反应一直以来是形成C-C、C-N键主要的方法。而Suzuki偶联反应具有反应条件温和、对官能团具有广泛的兼容性、受空间位阻影响小、芳基硼酸经济易得等优点,在天然产物、药物以及材料的合成等方面是首要选择。近年来,N-杂环卡宾配体因性质独特而引起广泛关注并在钯催化的多种反应中得到应用。本论文设计并合成了系列含卡宾的N-杂环配体,将其与钯形成配合物并作为催化剂用于研究该配体对钯催化Suzuki偶联反应的影响。我们首先通过文献方法合成了咪唑类卡宾,然后其与叠氮化物通过"click"反应制得了N-杂环卡宾配体3a-e。研究了N-杂环卡宾配体3a-e对钯催化溴代芳烃Suzuki反应的催化活性的影响。考察了钯源、碱、溶剂、Pd/3摩尔比、Pd/S摩尔比等对反应的影响,确定了DMF/H2O-K2CO3、加入少量水、Pd/3b摩尔比为1时是反应的最优条件。在最优反应下大部分溴代芳烃催化产率都可以达到90%以上，最高可达到>99%。这五种配体对于钯催化对溴甲苯与苯硼酸Suzuki反应分离收率都达到75%。同时,通过以上相似的方法合成含N-杂环的功能离子液体,将其与醋酸钯合成的配合物作为催化剂在离子液体中对催化烯烃氢化加成反应以及该催化体系循环应用进行研究。研究该催化剂的催化烯烃氢化效果,结果发现该催化体系具有较好的催化性能且可多次循环使用。在温和的反应条件下,该催化剂对不同类型的烯烃进行氢化加成都有非常好的活性以及进行多次循环活性并没有下降。本论文所合成的配体与离子液体核磁、红外、元素分析等手段表征证实结构正确,所有Suzuki偶联产物均经过核磁检测。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第1章引言  8-18
  1.1 概述  8
  1.2 钯催化Suzuki偶联  8-15
    1.2.1 膦配体-Pd配合物催化Suzuki  9-11
    1.2.2 环钯配合物催化Suzuki  11-12
    1.2.3 N-杂环卡宾催化Suzuki  12-15
  1.3 离子液体在氢化中的应用  15-17
  1.4 本课题的立题思想  17-18
第2章 N-杂环配体和离子液体的合成  18-30
  2.1 引言  18
  2.2 实验部分  18-27
    2.2.1 实验仪器与试剂  18-19
    2.2.2 Suzuki催化配体1-((1-苯基-1H-1,2,3-三氮唑-4-基)甲基)-3-烃基咪唑-溴盐的合成  19-24
    2.2.3 2-(1-(4-(2,3-二甲基咪唑-1-)丁基)-1H-1,2,3-三氮唑-4-)吡啶-六氟磷酸盐的钯配合物的合成  24-26
    2.2.4 离子液体[BMMIM][PF_6]和[BMIM][PF_6]  26-27
  2.3 烯烃催化剂的合成  27
  2.4 结果与讨论  27-29
  2.5 小结  29-30
第3章 N-杂环配体3与钯催化卤代芳烃Suzuki反应  30-43
  3.1 引言  30
  3.2 实验部分  30-35
    3.2.1 主要药品试剂  30-31
    3.2.2 实验仪器  31
    3.2.3 Pd/3体系催化Suzuki反应  31-32
    3.2.4 Suzuki偶联产物的核磁表征  32-35
  3.3 结果与讨论  35-41
    3.3.1 钯/3体系催化氯代芳烃的Suzuki反应条件优化  35-39
    3.3.2 Pd(OAc)_2/3b催化卤代芳烃与芳基硼酸的Suzuki反应  39-41
    3.3.3 Pd(OAc)_2/3b催化2-溴噻吩与芳基硼酸的Suzuki反应  41
  3.4 小结  41-43
第4章离子液体配体在钯催化烯烃氢化的研究  43-49
  4.1 引言  43
  4.2 实验部分  43-44
  4.3 结果与讨论  44-47
  4.4 [BMMIM][PF_6]在催化中应用  47-48
  4.5 小结  48-49
第5章结论与展望  49-51
  5.1 结论  49
  5.2 进一步工作的方向  49-51
致谢  51-52
参考文献  52-58
附录已合成化合物谱图  58-69
攻读学位期间的研究成果  69

Pd的N-杂环离子盐合成及催化性能研究

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