氯化钴/邻菲罗啉催化氯苄双羰化合成苯丙酮酸的研究

双羰化是制备α-酮酸及其衍生物的重要反应 ,因其反应途径简捷且收率高而倍受青睐 ,国内外有不少关于氯苄双羰化合成苯丙酮酸的报道 .1 982年发现的钯配合物主要用于催化芳基卤代物的双羰化 [1] ;金子林等[2 ] 进行了八羰基二钴催化氯苄双羰化合成苯丙酮酸的研究 ,李光兴等[3 ] 近期也报道了吡啶 - 2 -羧酸钴的催化氯苄高效合成苯丙酮酸 .受前期吡啶 - 2 -羧酸钴催化双羰化研究成果的启发 ,我们进一步探讨了不同的席夫碱与氯化钴组成的催化体系的双羰化性能 .实验发现 ,采用“一锅煮”的方式 ,将氯化钴和邻菲罗啉 ( Phen)按一定比例加入到…     

铃木-宫浦羰化反应在合成二芳基甲酮中的应用

近年来,钯催化的芳基卤化物和芳基硼酸化合物的羰化偶联反应发展十分迅速。到目前为止,大量硼酸化合物、钯催化剂前体、配体和羰基源被用来合成二芳基甲酮,此类化合物在工业中间体、染料、药剂、天然产物等领域有着广泛的应用。本文从钯催化剂体系、转金属促进剂、羰基源及其应用方面综述了铃木-宫蒲(Suzuki-Miyaura or Suzuki)羰化反应的研究进展。钯催化剂体系从均相和非均相体系两方面介绍,其中均相催化体系包括钯催化剂前驱体、磷配体、氮杂卡宾配体的研究进展;非均相催化体系主要介绍了活性炭、石墨烯、官能化硅胶、四氧化三铁等载体多种固载钯催化剂的应用。特戊酸添加剂可改善转金属化过程,有效加速羰化偶联反应。经典的羰化Suzuki反应一般需要气体钢瓶提供压力较高的一氧化碳气体。尽管近期一些研究实现了常压一氧化碳气球作为羰基供给源,使用一氧化碳释放分子(CO-releasing molecule,CORM)替代剧毒危险的一氧化碳气体可实现更为安全绿色的羰化反应进程。在双管反应器中,有机CORM可控降解释放一氧化碳,为钯催化羰基偶联反应提供CO。在微波辐射下,过渡金属羰基化合物可为羰基化反应原位直接提供CO。     

苯乙烯不对称三羰化反应一步合成手性2-氧代-3-苯基戊二酸二甲酯

以苯乙烯、甲醇和CO为反应物,首次采用双膦配体(S)-P-PHOS和乙酰丙酮钯原位制备的手性络合物新催化体系,以对苯醌作为氧化剂,对甲苯磺酸作助催化剂,在甲醇溶剂中进行不对称三羰化反应一步合成手性2-氧代-3-苯基戊二酸二甲酯.与现有文献结果相比,三羰化反应所需CO压力明显降低,条件较为温和.     

氯化钴/吡嗪-2-羧酸钾体系催化苄基氯双羰化合成β-苄基-α-苯丙酮酸

 将新型氯化钴/吡嗪-2-羧酸钾催化体系用于苄基氯双羰化反应,并对反应条件进行了优化. 结果表明,最佳反应条件为: 氯化钴浓度0.03 mol/L,吡嗪-2-羧酸(Pzca)浓度0.156 mol/L,n(Pzca)/n(KOH)=1,n(Ca(OH)2)/n(苄基氯)=2.7,V(1,4-二氧六环)/V(H2O)=5,反应温度70 ℃,CO压力2.0 MPa,反应时间10 h,此时β-苄基-α-苯丙酮酸的产率为77.3%,双羰化选择性为99.6%. 该催化体系能有效地抑制单羰化反应,双羰化反应的选择性和苄基氯转化率都较高. 同时对该体系的催化活性体进行了初步解释,并用红外光谱和质谱对产物结构进行了表征.     

反应控制相转移催化研究的进展

反应控制相转移催化是近年来发展起来的一类新的催化体系.该催化体系在反应过程中具有均相催化的本征,当反应结束后,催化剂发生相的变化而从反应介质中析出,从而可实现催化剂的分离和循环使用.本文就反应控制相转移催化原理及其在烯烃环氧化、醇氧化、烯烃断键氧化、苯羟基化、硒催化羰基化和酯化反应等方面应用的最新进展进行了综述.     

膦配体电子和空间效应对钯催化羰化酯化反应的影响

膦配体修饰的钯催化剂在不饱和化合物羰化酯化反应中使用广泛,其催化活性在很大程度上取决于金属周围的配体环境。膦配体电子和空间效应的调变,可以实现定向催化,甚至可以预测催化行为。新催化反应的开发和现有催化反应的优化都可以通过膦配体的合理设计来实现。配体已经是成为公认的最重要的需要详细研究的变量之一。本文综述了钯催化烯烃羰化酯化反应中,单齿膦配体、双齿膦配体、半稳定膦配体电子和空间效应对活性和选择性的调控作用,并对面临的问题和未来的发展方向进行了探讨,以期对未来设计高效高选择性羰化酯化反应催化体系提供指导。     

硅胶担载离子液体催化剂的制备及其在由胺制二取代脲反应中的应用

 采用溶胶-凝胶法制备了硅胶负载Rh(PPh3)3Cl-离子液体催化剂Rh-DMImBF4/SiO2-gel,并对其催化胺类化合物氧化羰化制二取代脲反应的活性进行了考察. 结果表明,该催化体系对胺类化合物氧化羰化制二取代脲反应具有较高的催化活性,产物分离简单,催化剂易回收且具有较好的重复使用性能. 以氧为氧化剂时,苯胺转化率可达95%,脲的选择性可达98%以上. 以硝基苯为氧化剂时,苯胺转化率为93%,硝基苯转化率为92%,脲的选择性为98%以上,转化频率均超过11000 mol/(mol·h). 此外,还制备了Co-DMImBF4/SiO2-gel,Pd-DMImBF4/SiO2-gel和Ru-DMImBF4/SiO2-gel等催化剂,并对其催化氧化羰化胺类化合物的性能进行了考察.     

基于含羰分子构建与转化的含氮精细化学品清洁合成催化体系研究

碳资源基础产品如烃、醇、CO、CO_2、胺等的清洁、高效转化是实现化学工业可持续发展的基础.含氮精细化学品广泛应用于化学化工领域,其清洁合成一直是催化化学关注的热点问题之一.通过碳资源的高效、清洁转化合成含氮精细化学品对于高效利用碳资源、实现化学化工可持续发展具有重要的意义.而经由羰基中间体构建(烃、醇转化为醛、酮、酸、酯等)和活化转化(C1含羰分子、醛、酮、酸、酯等)合成含氮精细化学品是其中的一条有效的途径,其关键则在于含羰分子构建与转化高性能催化体系的创制.自2008年以来,本课题组一直致力于基于含羰分子构建与转化的含氮精细化学品清洁合成催化体系的构建,并取得了一定进展.本文主要介绍本课题组在基于C1含羰分子催化胺化、基于羰基中间体构建的醇催化胺化以及基于羰基官能团构建与循环的均、多相融合催化体系的建立等方面的研究工作.     

有机金催化胺氧化羰化制氨基甲酸酯

自Haruta等报道高分散担载金催化剂对CO有良好的低温水除活性以来,金催化剂的研究开发开始受到关注,各种提载型金催化剂在选择氧化、氮氧化物消除、选择加氢、甲烷完全氧化以及均相有机金配合物催化剂在醇醛缩合、烯烃羰化、锡烷的偶联等反应中均取得了相当好的效果,但与Pt和Pd等贵金属相比,金作为具有潜在多种催化能力的催化材料了解尚少。现在工业上主要使用胺类化合物与剧毒的光气反应制取异氰酸酯,该反应造成设备腐蚀和环境污染,因此用胺类化合物氧化羰化或硝基化合物的还原羰化合成氨基甲酸酯,然后热裂解制取相应的异氰酸酯得到广泛研究,过去主要以含氮配体配位的钯催化剂为代表的贵金属为催化剂催化羰化合成氨基甲酸酯,以有机金配合物作为含氮化合物羰化催化剂的研究则未见报道,本文首次将有机金配合物作为胺类化合物氧化羰化制取氨基甲酸酯的催化剂,取得了与钯催化剂相当的催化效果,反应如下：R（NH2）n CO O2 R^1OH[Au(PPh3)x]yZ／→／PPh3R(NHCO2R^1)n H2O R=Ar-,RCH2-;R^1=CH3-,CH3CH2-;n=1 or 2,x=1 or 2,y=1 or 2;Z=cl,NO3,S。     

高效可循环离子型钯配合物催化羰化Sonogashira反应

炔酮类化合物作为一类具有生物活性的分子,是天然产物全合成中构建杂环类化合物的重要中间体.炔酮类化合物的传统合成方法是通过过渡金属催化金属有机炔烃和酰氯的交叉偶联,但存在酰氯本身稳定性和底物官能团耐受力较差的缺点.近年来,钯催化的羰化Sonogashira反应(末端炔烃和芳基卤化物与CO的偶联反应)成为合成炔酮类化合物更为直接和有效的方法,其中与钯中心原子配位的配体的电子效应和空间效应可显著调控钯配合物的催化性能.但均相钯催化的羰化Sonogashira反应体系存在催化剂流失、分离困难和难以循环使用的问题.我们以2-(1-咪唑基)噻唑为母体分子,合成了具有P,S,N杂合配体特征的配体L1,同时将配体L1通过与MeOTf的季铵化反应得到相应的离子型膦配体L2.在此基础上,利用L1和L2与过渡金属中心的配位作用合成相应的钯配合物1A和2A.由于L1和L2中含有多种不同配位能力的配体(P-配体,S-配体和/或N-配体),故通过N/S杂原子对Pd-中心原子的协同弱配位作用,可以调变相应钯配合物对羰化Sonogashira反应的催化性能.另外,2A中具有强吸电子效应的正电荷的存在,使其结构和催化性能也必然不同于中性配合物1A.实验结果表明,在温和的反应条件(90℃,lh,CO压强1.0 MPa)下,对于碘苯和苯乙炔的羰化Sonogashira偶联反应,1A体现出优于2A的催化性能,TOF值达到840 h-1;但反应温度提高到120℃时,1A的TOF高达3560 h-1,2A的TOF为2960 h-1.与L1的2JP-Se=744 Hz相比,L2的2JP-Se=768 Hz,说明L2中具有吸电子效应的正电荷的存在降低了相应P原子的σ给电子能力(2JP-Se数值越大,相应膦配体的6给电子能力越弱);同时,1A中具有弱配位能力的N配体的缺失削弱了配体对Pd活性中心的稳定作用.在底物普适性研究中发现,4-硝基溴苯在相同反应条件下几乎得不到羰化Sonogashira偶联产物.而将反应体系中的CO换为同样压强下的N2,却可以顺利实现Sonogashira偶联反应.我们推测,在CO氛围下形成的pd0-CO活性物种(与N2氛围下形成的Pd0活性物种相比)具有相对较低的对底物的氧化加成能力.离子型钯配合物2A的优势在于,当将其与室温离子液体[Bmim]PF6(溶剂)结合使用,在2A催化碘苯与苯乙炔的羰化Sonogashira偶联反应过程中,循环使用8次催化性能没有明显下降.     

甲醇气相羰基化Ni/AC催化剂的失活行为

采用连续流动固定床反应装置，Ni/AC作为催化剂，在533 K、1.5 MPa、CO/CH3OH/CH3I摩尔比20/19/1、7.5 gcat·h·mol－1下考察了催化剂的稳定性，并通过XPS、ICP和XRD等技术对甲醇气相羰基化反应前后Ni/AC催化剂进行了表征。结果表明，长时间运转催化剂表面形成NiI2，使具有催化活性的Ni0活性中心数量减少，活性降低。XPS结果显示羰基化活性中心Ni不断迁移并在催化剂表面富集，导致积炭效应，堵塞催化剂孔道，使催化剂失活。进一步对积炭类型研究，发现形成的碳物种主要是石墨型碳。Ni向催化剂表面迁移富集，并与CO形成可挥发的Ni(CO)4，造成金属镍的大量流失由ICP所证实。     

A Novel Sul ded Mo/C Catalyst for Direct Vapor Phase Carbonylation of Methanol at Atmospheric Pressure

The direct carbonylation of methanol, without any halide in the feed as a promoter, is presented. A series of Mo catalysts supported on activated carbon, y-Al2O3 and SiO2 were prepared. The results show that the support greatly affects the Mo catalyst in the direct vapor-phase carbonylation of methanol, and activated carbon is the best supports of the investigated supports. In addition, the relationships between adsorptions of NH3 and CO and carbonylation of methanol were investigated. A novel sulfided Mo/C catalyst had high activity and selectivity for the vapor phase carbonylation of methanol to methyl acetate without the addition of a CH3I promoter to the feed. The reaction conditions were optimized at a reaction temperature of 573 K, a methanol concentration of 23 mol% and a carbon monoxide space velocity of 3,000 L/(kg-h). Under these optimal conditions a methanol conversion of 50%, carbonylation selectivity of 80 mol%, and space-time yield of 8.0 mol/(kg-h) were obtained. The active phase of this     

An effective Pd-catalyzed hydroxycarbonylation of olefins with CO and HCOOH

A new protocol for Pd-catalyzed regioselective hydroxy-carbonylation of olefins with formic acid under low pressure of carbon monoxide has been developed. The same catalytic system provides good selectivity to 2-phenylpropionic acid in carbonylation of styrene and to linear acids in carbonylation of terminal alkenes. The reaction is highly susceptible to catalyst precursor and solvent nature.     

二乙胺液相催化羰化制备二乙基甲酰胺

考察了反应压力、催化剂、助催化剂和反应温度对二乙胺（ＤＥＡ）液相羰基化合成二乙基甲酰胺（ＤＥＦ）反应的影响，确定了量佳反应条件．结果表明，ＣＯ分压（Ｐ∞）对反应有明显影响，生成ＤＥＦ的速率随Ｐ∞增大而增大；催化剂浓度对反应的速率影响较小，添加剂环氧丙烷（ＰＯ）对催化剂有较强的助催化作用，而且助催化作用随ＰＯ浓度的增加而增大，生成ＤＥＦ的选择性随ＰＯ浓度的增加而降低，温度对反应也有明显的影响，确定最佳反应条件为：ＣＯ分压小于６．０ＭＰａ，反应温度为８０℃至９０℃，催化剂浓度不大于０．０５ｍｏｌ／Ｌ，助催化剂ＰＯ浓度不大于４．０ｍｏｌ／Ｌ．此时选择性不小于９６％．     

新型Ni－La催化剂催化甲醇气相羰基化反应

 制备和测试一种全新的甲醇气相羰基化催化剂。催化剂的活性金属为Ni, La为第二组分，本身无催化羰基化活性，采用一种我们自行开发的新型碳分子筛为载体。在制备过程中，采用了一种全新的负载路线，即：以Ni-La双核配合物为金属微晶的前体，使得Ni-La按确定的原子比混合，由此得到全新Ni-La羰基化催化剂。La有很强的助催化作用，与未添加La的Ni催化剂相比，Ni-La催化剂表现出更高的催化活性和选择性。     

Cuβ催化剂上氧化羰基合成碳酸二甲酯的原位漫反射红外光谱研究

采用原位漫反射红外光谱法研究了Cuβ催化剂上氧化羰基合成碳酸二甲酯(DMC)的反应机理,考察了甲醇、一氧化碳和DMC的单独吸附及混合气吸附。结果表明,Cuβ催化剂上只存在一种活性位,位于六元环中;氧气能够氧化吸附态的甲醇产生甲氧基和水;DMC吸附在Cuβ催化剂上时,以羰基中的氧原子吸附在活性位上更加稳定;反应存在生成单甲氧基物种和双甲氧基物种两条路径,单甲氧基物种与CO反应生成单甲基碳酸盐物种(MMC),MMC再与甲氧基反应生成DMC;CO插入双甲氧基物种也可以得到DMC。在Cuβ催化剂上更倾向于进行CO插入双甲氧基物种这一路径。     

Palladium‐catalyzed carbonylation of quaternary ammonium halides to tertiary amides

Catalytic carbonylation of quaternary ammonium salts under anhydrous conditions was investigated using palladium catalyst. The carbonylation of tetramethylammonium iodide was chosen as a model reaction and studied systematically. Ligand‐free PdCl₂ showed efficient catalytic performance for this transformation. A palladium catalyst loading as low as 0.05 mol% was sufficient for high yield (96.9%) of N,N‐dimethylacetamide, corresponding to a turnover frequency of 242 h^?1. Under optimum conditions, several other quaternary ammonium halides were also carbonylated to corresponding tertiary amides in moderate to excellent yields. The catalytic activity of commercial palladium on activated carbon (Pd/C) catalyst was also evaluated. The Pd/C catalyst exhibited high activity for this carbonylation reaction and could be recycled six times with a slight decrease in activity. Furthermore, mechanistic considerations concerning Pd‐catalyzed carbonylation of quaternary ammonium halides were also discussed. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

Palladium-Catalyzed Low Pressure Carbonylation of Allylic Alcohols by Catalytic Anhydride Activation

A direct carbonylation of allylic alcohols has been realized for the first time with high catalyst activity at low pressure of CO (10 bar). The procedure is described in detail for the carbonylation of E-nerolidol, an important step in a new BASF-route to (−)-ambrox. Key to high activities in the allylic alcohol carbonylation is the finding that catalytic amounts of carboxylic anhydride activate the substrate and are constantly regenerated with carbon monoxide under the reaction conditions. The identified reaction conditions are transferrable to other substrates as well.     

单波长可见光照射下二氧化碳羰基化反应研究

近年来 ,由于能源及基本原料短缺问题日益紧迫以及二氧化碳大量排放导致的“温室效应”对人类生存环境及生态平衡影响日益加剧等原因 ,促使二氧化碳化学作为绿色化学的研究内容之一迅速发展起来 .以二氧化碳为碳源与烯烃进行羰基合成也取得了很大进展 [1,2 ] ,但反应一般要求在高温高压下进行或者采用贵金属作为催化剂 .最近 ,利用二氧化碳进行光催化合成羰基化产物也有了一定进展 [3] ,反应条件得到大大改善 .我们[4 ] 曾报道在紫外光照射条件下 ,以 Co(acac) 2 为催化剂二氧化碳与环己烯进行羰基化反应制备环己基甲酸甲酯 ,反应能在常温…     

Efficient Nd Promoted Rh Catalysts for Vapor Phase Methanol Carbonylation

ANd promoted-Rh catalysts supported on polymer-derived carbon beads for vapor-phas emethanol carbonylation was developed. Rh-Nd bimetallic catalysts obviously have higher activity than that of supported Rh catalyst under similar reaction condition. The difference between the activity of above two catalyst systems is clearly caused by the intrinsic properties generated by the introduction of Nd.