聚乙二醇在钯催化偶联反应中的应用

论文摘要

本论文研究聚乙二醇（PEG）在钯催化偶联反应中的应用；合成和表征含卤原子的二茂铁基吡啶、哒嗪环钯卡宾化合物。以PEG-400为溶剂，建立芳基氯的Suzuki偶联反应和C-N偶联反应的可循环使用的高效催化体系。PEG负载催化剂5－PEG（10000）和12－PEG（10000）能有效催化α-芳基化反应，并实现催化剂的循环使用。1.合成5个咪唑盐，用其对二茂铁基环钯二聚体进行解聚，制备得到十个新的二茂铁基氮杂环卡宾钯化合物和PEG负载催化剂5－PEG（10000）和12－PEG（10000）。经红外、核磁共振、质谱鉴定，并经X-射线单晶衍射确证了部分化合物结构。2.以化合物3和4为催化剂，研究PEG和其它溶剂中的Heck偶联反应。这些化合物对芳基溴的Heck反应有着很好的催化活性。其中化合物4的效果比3好，而它对芳基氯的Heck偶联反应的效果不好，仅对带强吸电子基的芳基氯有一定的催化活性。3.以化合物2和5为催化剂，研究芳基氯的Suzuki偶联反应和C-N偶联反应。在优化的反应条件下（叔丁醇钾KtOBu，PEG-400），化合物5的活性最高，催化剂用量为0.5-1mol%，反应能得到很好的收率。对于带吸电子基的底物，催化剂用量可以降低到0.1mol%，反应也有很高的产率。这个催化体系循环使用3次，还保持较高的催化活性。4.以化合物9和12为催化剂，研究PEG和其它溶剂中的α-芳基化反应。实验结果表明，钯化合物12催化活性要比其它化合物的活性高得多。以KtOBu为碱，二氧六环为溶剂，催化剂用量为1mol%，化合物12能高效地催化各种芳基氯与羰基化合物的α-芳基化反应。PEG负载催化剂5－PEG（10000）和12－PEG（10000）能有效催化α-芳基化反应，并实现催化剂的循环使用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 前言
• 1.1 课题研究背景及研究意义
• 1.2 钯催化偶联反应
• 1.3 钯催化剂
• 1.3.1 膦配体
• 1.3.2 N-杂环卡宾配体
• 1.3.3 环钯化合物
• 1.4 聚乙二醇在有机合成中的应用
• 1.5 本论文的目的和任务
• 1.6 本论文的创新点
• 第2章 卡宾钯化合物的合成和表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 试剂与仪器
• 2.1.2 卡宾钯化合物的制备和表征
• 2.2 二茂铁基吡啶卡宾钯化合物 1-5 的合成和结构
• 2.3 二茂铁基哒嗪配体及其环钯化合物 6－7 的合成和结构
• 2.4 二茂铁基哒嗪卡宾钯化合物 8－12 的合成和结构
• 2.5 负载催化剂 5－PEG（10000）和 12－PEG（10000）的合成和表征
• 第3章 聚乙二醇在卡宾钯化合物催化偶联反应中的应用
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂与仪器
• 3.1.2 偶联反应的一般步骤和产物的表征
• 3.2 聚乙二醇在卡宾钯化合物催化的 Heck 反应中的应用
• 3.2.1 反应条件的优化
• 3.2.2 底物对反应的影响
• 3.3 聚乙二醇在卡宾钯化合物催化的 Suzuki 和 C-N 偶联反应中的应用
• 3.3.1 Suzuki 反应条件的优化
• 3.3.2 PEG 对 Suzuki 反应的影响
• 3.3.3 底物对 Suzuki 反应的影响
• 3.3.4 聚乙二醇 PEG-400 在 C-N 偶联反应中的应用
• 3.4 聚乙二醇在卡宾钯化合物催化酮的α-芳基化反应中的应用
• 3.4.1 α-芳基化反应条件的优化
• 3.4.2 α-芳基化反应底物的扩展
• 3.5 高分子量聚乙二醇负载钯化合物催化酮的α-芳基化反应
• 第4章 结论
• 参考文献
• 附图
• 致谢
• 硕士期间的研究成果