论文部分内容阅读
本论文研究了环钯化二茂铁亚胺—膦配合物、环钯化二茂铁亚胺—氮杂卡宾配合物在Heck、Kumada偶联反应中的应用,并对相应的反应机理进行了初步探讨。同时开展了铜盐催化的醛、胺、炔的三分子偶联反应(A3 coupling)研究。研究了环钯化二茂铁亚胺IPr (IPr= N,N’-bis(2,6-diisopropylphenyl)-imidazol-2-ylidene)配合物Ⅱ在芳基卤代物与烯烃的Heck反应中的催化性能(Scheme 1)。在优化反应条件下(K3PO4为碱,DMF为溶剂),环钯化合物Ⅱ以0.05 mmol%用量时,碘苯与丙烯酸乙酯的反应TON值高达2.0×106；进一步拓宽底物发现环钯化合物Ⅱ对于多种芳基溴代物、杂环溴代物以及活化的芳基氯代物参与的Heck反应均具有较高的催化活性。通过动力学实验、在线13C NMR研究和Hg中毒实验对环钯化合物催化的Heck反应机理进行了初步研究,结果表明环钯化二茂铁亚胺催化的Heck反应经历Pd(0)/Pd(Ⅱ)催化循环,在反应过程中释放出活性零价钯物种,环钯化二茂铁亚胺仅是催化剂前体。研究了环钯化二茂铁亚胺Ⅰ-Ⅵ(Scheme 2)催化的芳基卤代物与芳基格氏试剂参与的Kumada偶联反应,通过重点比较环钯化二茂铁亚胺—三环已基膦(PCy3)配合物Ⅵ与环钯化二茂铁亚胺—IPr配合物Ⅱ在Kumada偶联反应中的催化活性,发现具有强给电子效应和大空间立体位阻的环钯化合物Ⅱ在该反应中具有较高的催化活性。考察了溶剂、添加剂、温度以及底物对反应的影响,发现2当量LiCl为添加剂,THF为溶剂,以0.5 mol%的环钯化二茂铁亚胺—IPr配合物Ⅱ为催化剂时,室温下能有效地催化含有多种功能基团(如CN、Boc、乙烯基等)的芳基溴代物与格氏试剂的偶联,利用该反应合成了一些重要的药物中间体；反应温度升高到60°C时,该催化体系能有效地催化芳基氯代物与芳基格氏试剂的偶联反应,邻位有较大位阻的芳基格氏试剂参与的偶联反应也可以顺利进行,合成了一系列邻位二取代和邻位三取代的联芳基化合物(Scheme 3)。研究了碘化亚铜催化的醛、胺、炔一锅煮的三分子偶联反应(A3 coupling),发现当使用简单易得的丁二酸为添加剂时,Cul (3 mol%)为催化剂可以有效催化醛、胺、炔的三分子偶联反应。该反应底物应用范围较广,可以兼容多种功能基团如氟、氯、溴、甲氧基、羟基、双键等；利用该反应合成了一系列炔丙基胺化合物(Scheme 4)。