一种胺氧化羰化制氨基甲酸酯新催化剂体系

异氰酸酯是重要的有机反应中间体 ,可用于合成聚异氰酯、聚氨酯、聚脲及用于高聚物的粘合剂、杀虫剂、除草剂等[1 ] .一些异氰酸酯在军事上也有重要用途 .目前 ,工业异氰酸酯的生产方法仍为光气法 :ＲＮＨ2 +ＣＯＣｌ2 ＲＮＣＯ + 2ＨＣｌ　　该法普遍存在设备腐蚀、环境污染等问题 ,因而由含氮有机物羰化制取氨基甲酸酯 ,再通过热裂解制取异氰酸酯的环境友好催化过程已受到世界各国的重视[1 ,2 ] .尽管由硝基化合物直接还原羰化制氨基甲酸酯 ,从减少反应步骤的角度考虑更为合理[3～7] ,但该反应存在条件苛刻、催化剂回收困难、多硝基化合物…     

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。     

钯-离子液体/钛硅复合氧化物催化剂的合及在胺羰化中的应用

长期以来 ,工业上一直使用光气合成法生产异氰酸酯类化合物 ,极易造成环境污染和人员伤害 ,因此研究无光气且环境友好的新工艺已引起广泛关注 .就经济角度考虑 ,由硝基类化合物进行还原羰化[1～ 4 ] 或胺类化合物进行氧化羰化 [5～ 13] 制备异氰酸酯比较有利 ,但是存在金属配合物催化剂的还原失活等问题[14 ,15] .室温离子液体作为一种具有特殊催化性能和可调控溶解能力的新型溶剂和反应介质已用于有机反应中 [16 ] ,但将其作为反应介质的含氮化合物进行羰化研究尚未见报道 .本文将离子液体应用于以硅酸四乙酯 ( TEOS)和钛酸四丁酯 ( TBO…     

钯催化芳香硝基化合物与烯烃的选择性还原羰化酰胺化反应

与芳香胺相比,芳香硝基化合物具有廉价易得、官能团兼容性好等优点,作为氮源在下游含氮化学品合成中具有广泛的应用.目前烯烃羰化酰胺化反应绝大多数以胺类化合物为氮源,其中直链和支链酰胺产物的选择性主要是通过具有特定电子和位阻特性的配体调控实现.已报道的芳香硝基化合物的还原酰胺化反应研究中,需要外加还原剂或者利用金属羰基化合物Mo(CO)6释放的CO为羰基源和还原剂.本文发展了一种毋须外加还原剂的钯催化芳香硝基化合物与烯烃的还原羰化酰胺化反应新方法.研究发现,钯金属催化剂(特别是离子型)的抗衡阴离子是还原羰化酰胺化反应中化学选择性和羰化区域选择性的关键因素.抗衡阴离子为氯离子、硼酸为助剂时,最优钯前驱物K2PdCl4的产物主要为支链酰胺,此时不同的膦配体并不能调控其区域选择性,这与胺的烯烃酰胺化反应可以通过配体调控羰化的区域选择性表现出明显的不同.含氮中间体原位捕捉、硝基化合物还原下游可能中间体对照实验等研究表明,芳香硝基化合物在以一氧化碳为还原剂的催化还原体系下被完全脱氧还原为氮烯(Ar-N:),再经过烯酰胺中间体进一步烯键还原得到相应的支链酰胺;当离子型钯前驱物的抗衡阴离子配位性较弱时,最优钯前驱物为Pd(CH3CN)4(OTf)2时,以直链酰胺为主要产物,此时不同的膦配体可以调控酰胺化的区域选择性.同样的机理研究表明,在该催化剂体系下芳香硝基化合物首先被还原为芳基胺,然后再发生与现有报道类似的胺类化合物的烯烃羰化酰胺化反应.这两个催化反应体系都表现出了较好的底物适用性,并且可以高效地应用于除草剂(敌稗)的一步合成.本文为以硝基化合物为起始氮源,通过催化控制生成特定含氮中间体,从而可控合成不同的含氮化学品提供了一条新思路.     

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.     

高效可循环离子型钯配合物催化羰化Sonogashira反应（英文）

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℃,1h,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~2J_(P-Se)=744 Hz相比,L2的~2J_(P-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(~2J_(P-Se)数值越大,相应膦配体的σ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N_2,却可以顺利实现Sonogashira偶联反应.我们推测,在CO氛围下形成的Pd~0-CO活性物种(与N_2氛围下形成的Pd~0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]PF_6(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.     

非光气含氮化合物催化羰化研究进展*

本文对近几年来非光气含氮化合物羰化合成氨基甲酸酯及二取代脲的方法进行了概述,主要包括使用钯、钌、铑、硒、金等催化体系以一氧化碳为羰化剂进行的催化氧化羰化和催化还原羰化反应过程,以及使用碱催化体系以二氧化碳和碳酸二甲酯等为羰化剂的反应过程和机理.     

CO氛围下烯烃的镍催化四组分羰基化反应

羰基化合物在天然产物、药物分子和高分子中广泛存在,这类多功能的官能团为多样化的有机合成提供了重要的平台[1].过渡金属催化的以CO为羰基源的插羰反应是最为直接的制备羰基化合物的方法[2].相对于贵金属,镍的催化活性独特,成本低且储量丰富[3],发展镍催化插羰交叉偶联反应符合实际应用的需求.与钯催化插羰反应相比,目前镍催化的相关研究没有那么成熟。     

硝基化合物的还原羰基化反应

硝基化合物与ＣＯ之间进行的还原羰基化反应是有机催化的新研究领域。通过硝合物的还原羰基化反应可以合成许多重要的含氮有机化合物吉异氰酸酯，氨基甲酸酯，脲，偶氮化合物和Ｎ－杂环化合物等。本文就还原羰基化反应，催化剂及催化作用机理的研究进展作一评述，其中也提及我们实验的研究工作。     

一种新颖的胺类氧化羰化制脲衍生物催化剂

脲衍生物是一类具有广泛用途的有机反应中间体和药物中间体 .传统的生产方法是利用胺类化合物与异氰酸酯或光气的反应来实现[1] .在这些反应中都涉及到剧毒的光气 ,并且反应中放出大量的腐蚀性气体氯化氢 .采用催化氧化羰化或者还原羰化含氮有机物的反应制取相应的脲 ,是一条对环境和经济方面非常有利的路线 .在以往的研究工作中 ,普遍使用的是钯、钌、铑等贵金属的大分子含氮配合物均相催化体系或以硫、硒为主要活性组分的催化剂[2～ 6] .前者 ,催化剂制备过程相对复杂 ,还需添加其它助催化剂 ,与反应体系分离困难且易流失 ;后者活性较低 ,…     

温和条件下脂肪胺间接电催化羰化合成二烷基脲

在电化学可再生的钯配合物及酮共催化剂的存在下,利用间接电催化羰化法从脂肪族胺合成了相应的二烷基脲,实验结果表明,在50℃和常压下,一取代的脂肪族伯胺主要生成二烷基脲,并且具有很高的转化率和选择性,而脂肪族二胺在反应条件下则生成少量相应的二异氰酸酯,同时,溶剂对选择性有很大的影响。     

Effect of a proximal substituent on the triruthenium dodecacarbonyl-catalyzed reductive carbonylation of nitroarenes

Three nitroarenes were submitted to Ru₃(CO)₁₂-catalyzed reductive carbonylation in acetonitrile and in cis-cyclooctene. The main reaction products were the corresponding amines, ureas and six- or five-membered cyclization products. Optimization of the reaction varying the temperature, the CO pressure, the catalyst/substrate ratio and the reaction time and a statistical analysis of conversion and selectivity data allow to suggest a reaction mechanism in some reaction conditions.     

A traceless approach for the solid-phase synthesis of 6-amino-1,3,5-triazine-2,4-diones

A traceless approach for the solid-phase synthesis of 6-amino-1,3,5-triazine-2,4-diones is described. Reaction of resin-bound S-methylisothiourea with isocyanates yielded resin-bound iminoureas 3, which reacted with amines to afford the corresponding guanidines 4. Following intramolecular cyclizative cleavage of the resin-bound guanidines using potassium ethoxide as a base, the desired products 5 were obtained in good yields and high purities.     

N-tert-Butoxycarbonylation of amines using H3PW12O40 as an efficient heterogeneous and recyclable catalyst

The commercially available heteropoly acid H₃PW₁₂O₄₀ (0.5 mol %) is a very efficient and environmentally benign catalyst for N-tert-butoxycarbonylation of amines (primary, secondary) with di-tert-butyl dicarbonate at room temperature in short reaction times (<10 min). No competitive side products such as isocyanates, ureas, N,N-di-tert-butoxycarbonyls, O-Boc and oxazolidinones were observed. Chiral α-amino alcohols and esters afforded the corresponding N-Boc derivatives chemoselectively in excellent yields.     

Dehydrocoupling reactions of amines with silanes catalyzed by [(Et2N)3U][BPh4]

Dehydrocoupling reactions of primary amines RNH₂ with PhSiH₃ were catalyzed by [(Et₂N)₃U][BPh₄] to give the corresponding aminosilanes PhSiH_3−n(NHR)_n (n=1–3), the relative yields of the products were found to be dependent on the experimental conditions and on the nature of R. For a primary silane (PhSiH₃), the reactivity of RNH₂ follows the order primary>secondary>tertiary. Similar dehydrocoupling reactions using secondary amines with secondary silanes were found to be less reactive. Homodehydrocoupling of the silane was found not to be a competing reaction at room temperature. The hydride [(RNH)₂UH][BPh₄], which is plausibly formed in the reaction of [(RNH)₃U][BPh₄] with PhSiH₃ is a likely intermediate in the catalytic cycle.     

Hydrogenation of nitroaromatics by polymer-anchored bimetallic palladium-ruthenium and palladium-platinum catalysts under mild conditions

Polymer-achored monometallic palladium catalyst PVP-PdCl₂ (PVP = poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)) exhibits very high activity for the hydrogenation of p-chloronitrobenzene (CNB) to aniline (AN) in the presence of base at 65°C and atmospheric pressure. In this case, the substrate is rapidly hydrodechlorinated to nitrobenzene (NB) which is then reduced to AN. Using the polymer-anchored bimetallic palladium-ruthenium catalyst, PVP-PdCl₂-RuCl₃, and in the presence of 1.0 mol% of sodium acetate, a strong synergic effect gives rise to a remarkable increase of the selectivity for p-chloroaniline (CAN) and the maximum selectivity of CAN is up to 94%. For the hydrogenation of the non-halo-substituted nitroaromatics to the corresponding aromatic amines, the monometallic PVP-PdCl₂ catalyst only shows mild or poor activity, but the colloidal polymer-anchored bimetallic palladium-platinum catalyst, PVP-Pd-1/4Pt, exhibits very high activity and selectivity.     

Palladium-catalyzed hydrocarbonation of methyleneaziridines with carbon pronucleophiles

The reaction of methyleneaziridine 1 with carbon pronucleophiles (2, H-CR₃) proceeds smoothly in the presence of a palladium catalyst affording the corresponding hydrocarbonation products 5 in good to high yield.     

硅胶支载稀土氯化钐一步催化合成多取代Mannich碱

采用硅胶与稀土氯化钐在甲苯或四氯化碳中反应,制备了硅胶支载稀土氯化钐. 与已报道的支载型催化剂相比,所制备的硅胶支载稀土氯化钐作为催化剂具有支载量稳定、催化反应时间短、产率高和选择性强等优点,同时催化反应条件温和、操作简便、不污染环境且催化剂重复利用率高. 室温条件下,以硅胶支载稀土氯化钐作为催化剂催化对甲氧基苯乙酮、芳香醛和芳香胺的三组分体系,利用“一锅法”合成了28种新的β-氨基酮类化合物,并探索了不同反应条件对产率的影响. 催化剂经过IR和XRD表征,催化反应产物通过IR、¹H NMR和元素分析确定.     

New synthesis and reactions of perfluoro-tert-butyl chloroformate

A new synthesis of perfluoro-tert-butyl chloroformate (perfluoro-tert- butoxycarbonyl chloride) is based on the reaction of potassium perfluoro- tert-butoxide with one equivalent of phosgene in xylene or mesitylene. Perfluoro-tert-butyl chloroformate reacts readily with hydroxy, sulfhydryl and amino compounds to give the corresponding perfluoro-tert-butyl alkyl carbonates, thiolcarbonates or carbamates, respectively. Dialkyl carbonates, diaryl carbonates, and symmetrically substituted ureas are formed as by-products and, with some compounds, as exclusive products. Primary amines form isocyanates.     

铜催化CO2和1-苯基丙炔的氢羧基化反应机理及区域选择性

采用密度泛函理论(DFT)方法研究了在还原剂(EtO)₃SiH存在下, 铜(I) (Cl₂IPrCuF)催化CO₂插入1-苯基丙炔生成α,β不饱和羧酸的反应机理. 计算结果表明, Cl₂IPrCuF 首先与(EtO)₃SiH 生成活性催化剂Cl₂IPrCuH,然后经历三个步骤完成催化反应: (1) Cl₂IPrCuH 与1-苯基丙炔加成生成烯基铜中间体. 由于炔烃的不对称性,烯基铜中间体有两种同分异构体, 最后可导致生成两种对应的α,β不饱和羧酸衍生物; (2) CO₂插入烯基铜中间体得到羧基铜中间体; (3) (EtO)₃SiH 与羧基铜中间体发生σ转位反应形成最终产物, 同时重新生成催化剂Cl₂IPrCuH. 理论研究还表明, 生成两种α,β不饱和羧酸衍生物的反应路径所对应的决速步骤不同, 在Path a 中炔烃插入反应和CO₂插入反应都可能是整个催化反应的决速步骤, 自由能垒分别为68.6 和67.8 kJ·mol^-1, 而在Path b中, 仅炔烃插入反应是整个催化反应的决速步骤, 自由能垒为78.7 kJ·mol^-1. 此结果很好地给出了实验上两种α,β不饱和羧酸衍生物收率不同的原因. 炔烃与Cl₂IPrCuH的加成决定了反应的区域选择性, 其中电子效应是影响反应区域选择性的主要原因.