用于C-C、C-N交叉偶联反应的新型配体及催化剂的合成与催化研究

摘要

通过过渡金属催化交叉偶联反应来合成C-C、C-N、C-O和C-S等化学键，是现代有机化学中应用最广泛的合成方法，尤其是在通过C-C和C-N交叉偶联反应构筑联芳烃类化合物和芳香胺类化合物的应用。由于联芳烃类化合物和芳香胺类化合物广泛存在于药物、农用化学品、天然产物、精细有机化学品以及工程材料、导电聚合物、分子导线和液晶等材料结构中，因此过渡金属催化偶联反应的研究具有很重要的价值和意义。
　　 本论文主要完成了两部分的工作，第一部分是新型有机仲膦氧化物配体(SPOs)的设计与合成及其在镍催化C-C偶联反应中的应用研究;第二部分是新型氮杂环卡宾金属钯复合物(NHC-Pd)的设计、合成及其在C-N偶联反应中的催化应用研究。
　　 本文在SPOs/[Ni]催化体系中，由2，2'联苯二胺合成得到一系列新型的对空气和水稳定的SPOs配体，并将其应用于镍催化的Kumada-Tamao-Corriu偶联反应中。这些SPOs配体表现出了很高的催化活性，能够有效的催化不活泼的氯代芳烃、氟代芳烃以及芳基磺酸酯与格氏试剂的偶联反应，得到较高的产率。我们的催化体系是第二例能够同时高活性的催化C-Cl，C-F和C-O键的催化体系。
　　 本文在NHC-Pd复合物催化体系中，发展了一类含吡啶-2-甲酸根或吡啶-2，6-双甲酸根配体的氮杂环卡宾钯复合物，其在催化具有空间位阻的C-N交叉偶联反应中表现出了很好的催化活性。这类催化剂能够有效地催化不同的具有空间位阻的氯代芳烃与各种环状的、非环状的脂肪胺的偶联反应，并得到很高的产率。此外，它们对具有空间位阻的芳胺与氯代芳烃的偶联反应也具有非常高的活性。

目录

声明

摘要

缩略语简表

第一部分

第一章 有机仲膦氧化物配体的研究进展

第一节 有机仲膦氧化物配体的发展

第二节 有机仲膦氧化物配体的种类

第三节 有机仲膦氧化物配体在C-C偶联反应中的应用

第二章 选题依据和设计思路

第一节 Kumada偶联反应的研究进展

第二节 立题思想

第三章 结果与讨论

第一节 联苯二胺膦氧化物配体的制备

第二节 催化反应条件筛选

第三节 不同反应底物的研究

第四节 相关机理研究

第四章 实验部分

第一节 仪器、试剂及处理

第二节 联苯二胺膦氧化物配体的制备

第三节 反应底物的制备

第四节 催化反应条件筛选

第五节 不同底物的催化反应研究

第六节 相关物质结构分析

结论

第二部分

第一章 氮杂环卡宾钯化合物的研究进展

第一节 氮杂环卡宾钯化合物的发展

第二节 氮杂环卡宾配体的种类

第三节 氮杂环卡宾钯催化剂在偶联反应中的应用

第二章 选题依据和设计思路

第一节 氮杂环卡宾的催化性能研究

第二节 芳香胺类化合物的合成研究

第三节 立题思想

第三章 结果与讨论

第一节 (NHC)Pd(pyc)Cl和(NHC)Pd(pydc)的制备

第二节 (NHC)Pd(pyc)Cl和(NHC)Pd(pydc)的X-ray晶体结构

第三节 Buchwald-Hartwig偶联反应的催化条件筛选

第四节 反应底物对Buchwald-Hartwig偶联反应的影响

第五节 相关机理研究

本章小结

第四章 实验部分

第一节 仪器、试剂及处理

第二节 氮杂环卡宾钯化合物的制备

第三节 反应底物的制备

第四节 催化反应条件筛选

第五节 催化Buchwald-Hartwig偶联反应的研究

第六节 相关物质的结构分析

结论

总结论

参考文献

致谢

附录部分 化合物谱图

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