N-杂环硅烯钯配合物的合成及其催化作用

论文摘要

本文合成了N-杂环硅烯与烯丙基氯化钯的配合物:在四氢呋喃中N-杂环硅烯与烯丙基氯化钯以1:1的比例在低温下反应,得到深红色溶液,真空下抽走溶剂得到砖红色粉末状物质。1H-NMR表征分析表明,通过该方法合成得到的配合物稳定性差,在溶剂中会迅速分解,游离出金属钯。此外,以N-杂环硅烯钯配合物为主催化剂,苯乙烯和芳基卤化物为反应底物,醋酸钠为碱性试剂,四丁基溴化铵为相转移催化剂,二甲基乙酰胺（DMA）为溶剂研究了N-杂环硅烯钯配合物对Heck反应的催化性能。探讨了反应温度、反应时间、催化剂用量和芳基卤化物取代基团四个因素对反应活性的影响。经对反应产物的GC和GC-MS的定性和定量分析,考察了N-杂环硅烯钯配合物的催化性能。研究结果表明,金属钯在一定的条件下会发生配合物的分解反应,实验中由于条件难以控制,有可能导致N-杂环硅烯钯配合物发生分解,游离出金属钯。另外,N-杂环硅烯在过渡金属化学中不仅仅局限于作为配体这一功能,它还可以插入过渡金属M-X（如X= Cl）键使原来的配位不饱和环境达到饱和,或者作为一种还原试剂,也可能导致N-杂环硅烯钯配合物发生分解:配合物中的钯被还原成了零价钯。在配合物的催化性能研究中,催化剂对不同芳基卤化物有着不同的催化效果:对溴苯乙酮与苯乙烯的反应活性最高,产率接近100%,达到平衡所需的时间最短;对溴苯甲醚的反应活性次之,产率能达到60.2%;对溴甲苯的产率能达到47.64%;对氯硝基苯的产率能达到38.06%;而对氯苯乙酮的反应活性最低,它与苯乙烯不发生反应。结果表明,N-杂环硅烯钯配合物对芳基溴化物和苯乙烯的Heck反应具有较高的催化活性,而且用量少对环境污染小。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 配位化学
• 1.2 金属有机化学
• 1.3 N-杂环卡宾和N-杂环硅烯的发展
• 1.3.1 N-杂环卡宾
• 1.3.2 N-杂环硅烯
• 1.4 络合催化及HECK 反应
• 1.4.1 络合催化机理
• 1.4.2 Heck 反应机理及特点
• 1.5 课题研究的内容
• 第二章 N-杂环硅烯与烯丙基氯化钯配合物的合成和表征
• 2.1 合成路线设计
• 3-C₃H₅）PD{SI[N（^TBU）CH]₂}CL 的合成'>2.2 （Η³-C₃H₅）PD{SI[N（^TBU）CH]₂}CL 的合成
• 2.2.1 试剂及主要仪器
• 2.2.2 预处理及仪器使用
• 2.2.3 实验步骤
• 2.2.4 结果与讨论
• 第三章 配合物对HECK 反应的催化
• 3.1 试剂及主要仪器
• 3.1.1 苯乙烯的预处理
• 3.1.2 气相色谱仪器的使用
• 3.2 苯乙烯与对溴苯乙酮的反应
• 3.2.1 反应方程式
• 3.2.2 实验步骤
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.3 苯乙烯与对溴苯甲醚的反应
• 3.3.1 反应方程式
• 3.3.2 实验步骤
• 3.3.3 结果与讨论
• 3.4 苯乙烯与对溴甲苯的反应
• 3.4.1 反应方程式
• 3.4.2 实验步骤
• 3.4.3 结果与讨论
• 3.5 苯乙烯与对氯硝基苯的反应
• 3.5.1 反应方程式
• 3.5.2 实验步骤
• 3.5.3 结果与讨论
• 3.6 苯乙烯与对氯苯乙酮的反应
• 3.6.1 反应方程式
• 3.6.2 实验步骤
• 3.6.3 结果与讨论
• 第四章 总论
• 4.1 配合物的合成
• 4.2 配合物催化性能
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士期间的研究成果