N-杂环卡宾前体苯并咪唑盐类环番的制备及金属卡宾镍配合物的合成与催化研究

论文摘要

N-杂环卡宾（NHCs）的电子性质与传统烷基膦配体相似,但由于其具有芳香性,稳定性更强,在空气中稳定存在。同时配位能力强,几乎能与所有金属元素形成配合物并催化各类反应,已经在金属有机以及催化等方面得到广泛应用。N-杂环卡宾的前体咪唑盐可以和阴离子形成特殊的（C-H）+…阴离子型氢键,因而已经在主客体识别、超分子器件等方面得到广泛研究。本论文围绕N-杂环卡宾金属镍配合物以及卡宾前体苯并咪唑盐环番展开了以下两部分研究工作：1.手性联二萘四苯并咪唑盐环番的合成及其在主客体识别中的应用合成了基于（R）-联萘酚骨架的四苯并咪唑盐环番,将其应用到主客体识别中。首先通过荧光滴定考察其对F-、Br-、I-、NO3-、Ac-、HSO4-、H2PO4这几种阴离子的识别情况,结果表明可以选择性识别对于生命体至关重要的H2PO4-离子,发生荧光显著增强现象。接着又将其应用于对手性扁桃酸的识别,考察其手性联萘酚骨架在识别中是否起到很好的效果,结果表明对D-和L-扁桃酸没有体现很好的选择性。2.N-杂环卡宾金属镍配合物的合成及其在Friedel-Crafts烷基化反应中的应用利用2-氯-1-乙基苯并咪唑和6-甲基-N-（2-吡啶甲基）咪唑或6-甲基-N-（2-吡啶甲基）苯并咪唑反应,非常方便的制备了两种简单的咪唑盐配体,进而将这两种配体先制备成N-杂环卡宾金属银配合物,再与三苯基膦氯化镍进行金属交换得到两种N-杂环卡宾金属镍配合物,并将它们用于吲哚与硝基烯烃的Friedel-Crafts烷基化反应中,在最优化条件下,产物的产率可高达96%。本论文研究合成了一种新型的苯并咪唑盐环番受体与两种N-杂环卡宾金属镍配合物,分别拓展了它们在主客体识别与催化方面的应用并取得很好的效果,这为后续工作的展开提供了一定的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• List of Figure Captions
• List of Table Captions
• List of Abbreviations
• 第一章 前言
• 1.1 N-杂环卡宾（NHCs）的发展概述
• 1.2 N-杂环卡宾的应用概述
• 1.3 N-杂环卡宾前体咪唑盐在主客体识别中的应用
• 1.3.1 杯芳烃和环芳构型咪唑盐受体
• 1.3.2 开环构型咪唑盐受体
• 1.3.3 咪唑盐在纳米组装结构中的应用
• 1.4 N-杂环卡宾金属镍配合物的合成与催化
• 1.4.1 N-杂环卡宾金属镍配合物的合成方法
• 1.4.2 N-杂环卡宾金属镍配合物催化交叉偶联反应
• 1.4.3 N-杂环卡宾金属镍配合物催化还原反应
• 1.4.4 N-杂环卡宾金属镍配合物催化烯烃聚合
• 1.4.5 N-杂环卡宾金属镍配合物催化环加成反应
• 1.5 总结与展望
• 参考文献
• 第二章 手性联二萘四苯并咪唑盐环番的合成及其在主客体识别中的应用
• 2.1 引言
• 2.2 结果
• 2.2.1 手性联二萘四苯并咪唑盐环番的合成
• 2.2.2 荧光检测手性联二萘四苯并咪唑盐环番对阴离子的识别作用
• 2.2.3 手性联二萘四苯并咪唑盐环番对手性扁桃酸的识别
• 2.3 讨论
• 2.3.1 利用荧光、核磁、质谱研究受体对磷酸二氢根的识别作用
• 2.4 本章小结
• 2.5 实验部分
• 2.5.1 化合物2-1的合成
• 2.5.2 化合物2-2的合成
• 2.5.3 化合物2-3的合成
• 2.5.4 化合物2-4的合成
• 2.5.5 化合物2-5的合成
• 2.5.6 化合物2-6的合成
• 2.5.7 化合物2-7的合成
• 参考文献
• 第三章 N-杂环卡宾金属镍配合物的合成及其在FRIEDEL-CRAFTS烷基化反应中的应用
• 3.1 引言
• 3.2 结果
• 3.2.1 N-杂环卡宾金属镍配合物的合成
• 3.2.2 催化剂3-6a和3-6b催化Friedel-Crafts烷基化反应的研究
• 3.3 讨论
• 3.3.1 N-杂环卡宾镍配合物的合成
• 3.4 本章小结
• 3.5 实验部分
• 3.5.1 化合物3-1的合成
• 3.5.2 化合物3-2的合成
• 3.5.3 化合物3-3的合成
• 3.5.4 化合物3-4的合成
• 3.5.5 化合物3-5的合成
• 3.5.6 化合物3-6的合成
• 3.5.7 Friedel-Crafts反应通法
• 3.5.8 Friedel-Crafts反应产物核磁数据
• 参考文献
• 总结与展望
• 硕士期间科研成果简介
• 附录一: Crystal and Experimental Data
• 附录二: 化合物表征一览表
• 附录三: 试剂药品信息
• 致谢