金属卟啉/多手性席夫碱钴配合物的合成及其催化二氧化碳与环氧化合物的偶联反应研究

论文摘要

二氧化碳的化学固定既可以利用廉价的碳资源又可以减少温室气体,因此不管是从经济上还是从环境上都受到了人们的重视。环碳酸酯是二氧化碳化学固定的产物之一,环碳酸酯广泛的应用于有机合成的中间体、非质子性极性溶剂、生物医药的前体以及工程塑料的原材料。催化的不对称合成是当今有机化学的前沿领域之一,为制备对映体纯的手性药物和手性材料提供了崭新的机遇。光学活性环碳酸酯作为手性开始材料,可用于合成光学活性二醇类化合物等等。本论文从四个方面分别研究了环碳酸酯及光学活性的环碳酸酯的合成。（1）金属卟啉催化的二氧化碳与环氧化合物的偶联反应,分别探讨了不同的催化剂、共催化剂、抗衡离子、金属离子对反应的影响,研究发现当使用Co（Ⅲ）TPPOAc/PTAT催化体系,在室温下,各种末端取代的环氧化合物都可以以很高的收率得到相应的环碳酸酯。（2）以钌卟啉络合物Ru（TPP）（PPh3）2为催化剂,PTAT为共催化剂,EDA为助催化剂无需加入任何溶剂,在333K,667KPa这一温和的条件下,就可以使二氧化碳和环氧化合物发生偶联反应,以很高的收率得到相应的环碳酸酯。（3）以手性的氨基酸和手性的联萘酚为起始原料,经过几步反应合成了手性的大环卟啉化合物,与PTAT一起初步考察了手性环碳酸酯的合成,但是只得到了中等程度的ee值。（4）以手性的联萘酚为起始原料,合成了33个多手性希夫碱化合物,其中有27个新化合物,并将三价的金属催化剂分别应用到二氧化碳与环氧化合物的不对称环加成反应上,研究发现当使用催化剂2b/9b与PTAT形成的双催化剂体系,环丙烯碳酸酯的ee值在0℃可以达到87%和90%,在-20℃用催化剂9b作为催化剂,环丙烯碳酸酯的ee值高达95%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 碳酸酯的合成研究进展
• 1.1 引言
• 1.2 各种催化剂催化下碳酸酯的合成
• 1.2.1 取代四苯基卟啉（TPP）配合物催化剂
• 1.2.2 Salen类金属配合物催化剂
• 1.2.3 离子液催化剂
• 1.2.4 各种无机金属化合物催化剂
• 1.2.5 非均相类催化剂
• 1.3 小结
• 1.4 参考文献
• 第二章 金属卟啉/PTAT催化的二氧化碳与环氧化合物的偶联反应研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂及药品
• 2.2.2 卟啉配体的合成
• 2.2.3 催化剂的合成
• 2.2.4 催化合成环碳酸酯的一般步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 不同的共催化剂对偶联反应的影响
• 2.3.2 不同的抗衡离子对二氧化碳与环氧化合物的偶联反应的影响
• 2.3.3 不同的卟啉骨架对偶联反应的影响
• 2.3.4 不同的金属配体对偶联反应的影响
• 2.3.5 用Co（TPP）（OAc）/PTAT催化各种环氧化合物与二氧化碳的偶联反应
• 2.3.6 结论
• 2.4 参考文献
• 第三章 钌卟啉络合物催化二氧化碳与环氧化合物的偶联反应
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 四苯基卟啉钌络合物催化剂的制备
• 3.2.2 偶联反应的一般步骤
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 钌卟啉络合物催化剂对偶联反应的影响
• 3.3.2 共催化剂对反应的影响
• 3.3.3 催化剂用量对反应的影响
• 3.3.4 温度对反应的影响
• 3）₂催化下不同环碳酸酯的合成'>3.3.5 Ru（TPP）（PPh₃）₂催化下不同环碳酸酯的合成
• 3.3.6 反应机理探讨
• 3.4 结论
• 3.5 参考文献
• 第四章 大环卟啉的合成及不对称催化二氧化碳与环氧丙烷的环加成反应
• 4.1 引言
• 4.2 手性卟啉催化的烯烃的环氧化反应
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 几种手性化合物的制备
• 4.3.2 卟啉配体的制备
• 4.3.3 Co（Ⅱ）卟啉化合物的合成
• 4.3.4 Co（Ⅲ）卟啉化合物的合成
• 4.4 结果与讨论
• 4.5 小结
• 4.6 参考文献
• 第五章 新型的多手性BINADCo（Ⅲ）X类化合物的合成及其催化的二氧化碳与环氧丙烷的不对称环加成反应
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂及药品
• 5.2.2 二氧化碳与环氧丙烷的不对称环加成反应的一般反应步骤
• 5.2.3 氯甲醚和正丁基锂的制备
• 5.2.4 配体的合成与表征
• 5.2.5 二价金属催化剂的合成及表征
• 5.2.6 三价金属催化剂的合成方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.4 小结
• 5.5 参考文献
• 致谢
• 附录1:攻读博士期间发表的论文
• 附录2:谱图