基于脒基的锡、铜金属化合物的合成与催化

摘要

近些年来，各国化学家们致力于探索能够取代环戊二烯基的配体，N原子因其独特的配位点可以和大多数金属结合而备受关注。在很多含N的配体中，脒基配体受到了大家的青睐，其独特的N-C-N骨架上可以和多种取代基相连，通过改变与中心原子相连的取代基制得不同种类的脒基配体，该配体又可以与各族金属元素结合，得到不同的化合物。在众多金属中，Sn属于第十四族元素，它最外层p轨道电子结构为5p2，该主族元素的性质和碳比较相似，能形成M-C键等化合物。在所形成的金属化合物中，锡族化合物化学性质相对稳定，低价锡配合物能被卤素、硫、磷单质等氧化。脒基锡化合物被广泛用于催化异氰酸酯、丙交酯以及己内酯聚合。第十一族金属Cu因容易形成金属之间的相互作用受到化学工作者们的关注，尤其是该族元素形成的双核及多核金属化合物，有利于我们去研究相互靠近的两个金属中心之间的活性。
　　本论文主要研究合成了十个硅桥联双脒基锡化合物和硅桥联双脒基铜化合物，然后分别探索了其与二亚胺以及卤素单质Br2和I2的反应，采用X-射线单晶衍射手段和核磁共振对化合物进行了表征。
　　第一章主要介绍了本论文课题相关的国内外研究现状及背景，涵盖了脒基配体的性质及结构，脒基金属化合物的发展与应用。
　　第二章以本课题组之前合成的配体a为原料，使其与SnCl2按照不同摩尔比反应，合成不同的双脒锡化合物后再分别与二亚胺反应(Scheme1)，与卤素单质Br2和I2反应(Scheme2，Scheme3)。同样，将获得的原料2与卤素单质Br2和I2反应(Scheme4)，生成其氧化性产物。将a和SnCl4以2∶1反应，获得单核脒基金属锡配合物(Scheme5)。用X-射线单晶衍射和核磁作表征。
　　第三章使用本课题组中以前合成的双脒铜金属化合物3a为原料，主要探究其与卤素I2和Br2反应(Scheme6)，用X-射线单晶衍射和核磁共振作表征。
　　第四章主要对本论文中合成的脒基锡化合物在催化异氰酸酯和ε-己内酯聚合方面的应用进行研究。

目录

摘要

第一章 导论

1．1 脒基金属化合物

1．1．1 脒基的性质与配位模式

1．1．2 脒基金属化合物的发展

1．1．3 脒基金属化合物的应用

1．2 有机锡化合物

1．2．1 有机锡化合物的制备

1．2．2 有机锡化合物的反应

1．2．3 有机锡化合物的应用

第二章 桥联双脒配位的金属锡化合物的合成与反应

2．1 引言

2．1．1 研究背景

2．1．2 设计思路

2．2 结果与讨论

2．2．1 化合物2a-2i的合成

2．2．2 化合物1的结构研究

2．2．3 研究结论

2．2．4 化合物{SiMe2[NC(Ph)N(Ph)]2}2Sn2 (2a’)晶体结构分析

2．2．5 化合物[NC(Ph)N(Ph)][N(2，6-Me2Ph)C]4SnCl (2b)晶体结构分析

2．2．6 化合物{SiMe2[NC(Ph)N(Ph)]2}2Sn2I4(CH2Cl2)2 (2c)晶体结构分析

2．2．7 化合物Ph[NHC(Ph)NH]SnBr2 (2d)晶体结构分析

2．2．8 化合物{SiMe2[NC(Ph)N(Ph)]2}2Sn2Br4(CH2Cl2)3 (2e)晶体结构分析

2．2．9 化合物{SiMe2[NC(Ph)N(Ph)]2}2Sn2Cl3．41I0．59 (2f)晶体结构分析

2．2．10 化合物{SiMe2[NC(Ph)N(2，6-’Pr2Ph)]2}2Sn2Cl1．33I2．67(THF)4 (2g)晶体结构

2．2．11 化合物{SiMe2[NC(Ph)N(2，6-’Pr2Ph)]2}2Sn2Br4(CH2Cl2)3 (2h)晶体结构

2．2．12 化合物{SiMe2[NC(Ph)N(Ph)]2}2SnC4H8O2 (2i)晶体结构分析

2．3 实验部分

第三章 桥联双脒配位的金属铜化合物的合成与反应

3．1 引言

3．1．1 研究背景

3．1．2 设计思路

3．2 结果与讨论

3．2．1 化合物3b，3c的合成

3．2．2 化合物3c的反应探究

3．2．3 研究结论

3．2．4 化合物[N(Ph)CN(2，6-Me2Ph)]Br2(THF) (3c)的晶体结构分析

3．3 实验部分

第四章 桥联双脒配位的金属锡化合物的催化研究

4．1 引言

4．1．1 研究背景

4．1．2 设计思路

4．2 催化异氰酸酯聚合

4．2．1 异氰酸酯聚合结果与讨论

4．3 催化ε-己内酯开环聚合

4．3．1 ε-己内酯开环聚合结果与讨论

参考文献

总结与展望

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

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