含酯基的二茂铁亚胺钯化合物的合成及其在Heck和Suzuki偶联反应中的应用

摘要

本文设计合成了四个含酯基的二茂铁亚胺环钯化合物,研究了其在有机相和水相条件下,对Heck和Suzuki反应的催化性能。主要研究内容包括：
　　 ⑴合成了含酯基的二茂铁亚胺环钯化合物1a,1b,2a,2b(Scheme1)。并通过红外光谱,质谱,核磁氢谱、碳谱对其结构进行了表征。它们对空气和水都不敏感。分别催化了Heck和Suzuki偶联反应,获得的催化收率相当,以1a为例.
　　 ⑵研究了催化剂1a在有机相中催化Heck偶联反应(Scheme2)。首先,与常规的催化剂相比,0.1 mol％催化剂量表明催化剂催化活性明显增强;其次,对于各种取代的溴苯,当取代基为吸电子基时,无论取代基在什么位置,均可以得到很高的收率。同时,此催化体系对杂环芳烃也有很好的催化活性,说明该催化体系适用的底物范围较宽。
　　 ⑶研究了催化剂1a以水为溶剂催化Heck偶联反应(Scheme3)。结果表明,带有推电子基团的不活泼底物,得到较低收率。由于位阻影响,对位取代的底物得到的收率稍稍高于邻位和间位取代的底物。而对于那些带有吸电子基的活泼底物,对位取代的底物得到的收率很高,同时邻位、间位取代的底物得到的收率也较高,仅次于对位取代的底物。对杂环芳烃的催化也获得了较高的收率。该体系的优点是使用的催化剂的量很少,而且用清洁环保型的反应介质水替代传统的有机溶剂,是绿色化学研究的重要内容之一。
　　 ⑷研究了催化剂1a在有机相中催化Suzuki偶联反应(Scheme4)。我们发现,在该催化体系中,底物对电子效应不敏感,底物的取代基无论是给电子基还是吸电子基,均可以得到较高的收率;底物对空间效应较敏感,由于位阻小,对位取代的底物收率明显高于邻、间位取代的底物收率。催化反应的时间大大缩短,两小时即可反应完全。
　　 ⑸研究了催化剂1a在水相中催化Suzuki偶联反应(scheme5)。结果表明,将有机溶剂换成水,催化效果相当,反应也仅需2h即可以完成。