Pd/SiC催化碘代芳烃和芳基硼酸羰化Suzuki偶联反应性能

以高比表面积碳化硅为载体,通过液相还原法制备出Pd/SiC催化剂,并用于催化碘代芳烃和芳基硼酸羰化Suzuki偶联反应.利用X射线衍射、电感耦合等离子体质谱和高分辨透射电子显微镜等对催化剂进行了表征.结果表明, SiC表面的Pd纳米颗粒分散均匀,平均粒径约为2.8 nm.在优化溶剂、碱、压力和温度等反应条件后,发现以3 mmol的K2CO3和10 mL苯甲醚分别为碱和溶剂,1.0 mmol碘苯和1.5 mmol苯硼酸在3 wt% Pd/SiC催化剂存在的条件下,在CO压力为1.0 MPa和100oC下反应8 h即可实现羰化偶联,碘苯转化率为90%,二苯甲酮选择性为99%.并且, Pd/SiC对含有不同官能团的碘代芳烃和芳基硼酸羰化Suzuki偶联反应具有较好的普适性.同时, Pd/SiC也具有较好的稳定性,经5次循环反应后,碘苯转化率从90%降至76%;催化剂活性降低的主要原因是活性组分Pd在有机反应体系中的流失.     

Pd/SiC催化碘代芳烃和芳基硼酸羰化Suzuki偶联反应性能

以高比表面积碳化硅为载体,通过液相还原法制备出Pd/SiC催化剂,并用于催化碘代芳烃和芳基硼酸羰化Suzuki偶联反应.利用X射线衍射、电感耦合等离子体质谱和高分辨透射电子显微镜等对催化剂进行了表征.结果表明, SiC表面的Pd纳米颗粒分散均匀,平均粒径约为2.8 nm.在优化溶剂、碱、压力和温度等反应条件后,发现以3 mmol的K2CO3和10 mL苯甲醚分别为碱和溶剂,1.0 mmol碘苯和1.5 mmol苯硼酸在3 wt% Pd/SiC催化剂存在的条件下,在CO压力为1.0 MPa和100oC下反应8 h即可实现羰化偶联,碘苯转化率为90%,二苯甲酮选择性为99%.并且, Pd/SiC对含有不同官能团的碘代芳烃和芳基硼酸羰化Suzuki偶联反应具有较好的普适性.同时, Pd/SiC也具有较好的稳定性,经5次循环反应后,碘苯转化率从90%降至76%;催化剂活性降低的主要原因是活性组分Pd在有机反应体系中的流失.     

新型芳基丙炔酸乙酯类化合物的合成

以Pd(PPh3)Cl2/CuI为催化剂,K2CO3为碱,在THF中实现了芳基碘与丙炔酸乙酯(2)的Sonogashira偶联反应,合成了两个新型的芳基丙炔酸乙酯类化合物。而芳基硼酸与2的反应则是在Cu I/Ag2O的催化下,以Cs2CO3为碱,在DCE溶剂中经Suzuki偶联实现的。化合物的结构经1H NMR,13C NMR和HR-MS表征。     

低温Suzuki反应合成联苯及三联苯化合物

发展了一个低温下无配体钯催化溴代芳烃与芳基硼酸的Suzuki反应体系。该体系以醋酸钯为催化剂,无水碳酸钾为碱,乙醇水溶液为溶剂,无需加入任何配体,在0oC下即可高效催化溴代芳烃与芳基硼酸的Suzuki反应;反应的底物容忍性好,产品分离收率最高达97%。以溴代芳基N-甲基亚氨基二乙酸硼酸酯为砌块分子,通过调控反应温度,实现了砌块分子选择性Suzuki反应,从而一锅合成了不对称三联苯化合物,产品收率最高为81%。     

1,7-二芳基-1,6-庚二炔化合物的合成

1,6-庚二炔是有机合成的重要中间体,我们以Pd Cl2/Cu I为催化剂,NEt3为碱,在四氢呋喃溶剂中实现了二炔与卤代芳烃Sonogashira偶联反应,合成了10个1,7-二芳基-1,6-庚二炔化合物,该方法也适用于二卤芳烃如1,8-二碘萘与末端炔偶联合成1,8-二苯乙炔基萘.所有合成的目标化合物结构经1H NMR,13C NMR,IR和MS表征.     

钯催化溴代水杨醛与吡啶硼酸的Suzuki交叉偶联反应

通过研究不同种类钯催化剂[Pd(dppf)2Cl2,Pd(OAc)2,Pd(PPh3)4]、碱(Na2CO3,Na HCO3,K2CO3,K3PO4,Cs2CO3,Cs F)、溶剂(DME/H2O,DMF/H2O,Dioxane/H2O)及温度(70,80,100℃)对5-溴-3-叔丁基水杨醛与吡啶-4-硼酸制备5-(4-吡啶)-3-叔丁基水杨醛化合物的Suzuki偶联反应的影响,开发出一种高效催化吸或供电子基取代的芳基硼酸与吸电子基取代的溴代芳烃的偶联反应的方法,该反应在Pd(PPh3)4,K2CO3,Dioxane/H2O(V∶V=4∶1)、80℃的条件下产率达到97%,且具有分离简单、重现性好的特征;但对供电子基取代的溴代芳烃参与的反应催化效果一般.     

纯水中有氧条件下Pd/C催化的无配体Suzuki反应简

报道一种在纯水中Pd/C催化的高效Suzuki反应体系,该体系无需除氧,且无外加配体和添加剂,底物普适性广泛,含有亲水或疏水基团的溴代芳烃都能被高效活化. 此外,对部分杂环芳烃与芳基硼酸的偶联反应也有较好的催化效果. 该催化剂可高效循环使用三次,且性能无明显下降.     

具有分级结构的SiC纳米线负载的Pd纳米颗粒光催化芳基卤化物硼化反应

芳基硼酸酯作为一种重要的有机中间体,在C–C, C–N和C–O键的构筑以及C–X键的转换中有着广泛的应用,其传统合成方法主要是用格氏试剂或有机锂试剂,但该方法的官能团耐受性较差,且对反应环境敏感.在均相催化体系下,过渡金属催化芳烃的C–H和C–X键硼化反应成为合成芳基硼酸酯化合物的重要途径,虽然活性和选择性很高,但催化剂难于分离,且多数反应需要昂贵的配体,限制了其在工业上的大规模应用.多相催化剂体系虽然解决了分离回收的问题,但是催化效率大多较低.近年来,由于光催化能够有效利用太阳能,在温和条件下促使反应进行,并且能够定向的选择性合成目标产物,提高目标产物的产率,因此其在有机合成中的应用引起了广泛的关注.本文以具有分级结构且能够响应可见光的Si C纳米线为载体,并通过液相还原法制备负载量为3wt%的Pd/Si C催化剂.TEM照片可以看出, Pd纳米颗粒均地分散在Si C表面,平均粒径为3.7 nm.UV-Vis图谱表明, Si C负载Pd以后可明显提高其对可见光的吸收.Pd/Si C在可见光(400–800 nm)照射下,在30 oC和常压Ar氛围下即可实现碘苯脱碘硼化,苯硼酸频哪醇酯的收率高达95%.Pd/Si C在可见光作用下,对其它碘苯类和溴苯类化合物的光催化硼化均具有较好的的普适性.在暗反应条件下,苯硼酸频哪醇酯的收率仅为5%.并且,转化率能够随着光强度的增强而增加.同时,不同的波长范围对光反应的贡献率也不同, 400–450, 450–500, 500–550, 550–600和600–800 nm的光反应贡献率分别为34%, 22%, 16%, 13%和5%,这与催化剂的紫外可见吸收光谱相一致,充分说明反应主要为光驱动反应.Pd/Si C催化剂也具有较好的可重复使用性,经过5次循环使用后,催化活性依然保持在较高的水平.光反应和暗反应活化能的显著差别,说明二者的机理不同.理论研究发现, Si C的功函为4.0 e V,低于Pd(5.12 e V),当Pd负载在SiC表面时,能够形成Mott-Schottky接触,使SiC吸收可见光生成的光生电子能够迅速的传递到Pd活性位.XPS表征显示, Pd在Pd/Si C催化剂中以金属态Pd0的形式存在,并向低结合能方向移动,说明SiC中的电子向Pd迁移,增加了Pd原子周围的电子云密度.同时,光致发光光谱中, Pd/Si C位于400–550 nm的特征峰与Si C相比,强度明显减弱,说明光生电子和空穴的分离效率增强.据此我们推断,光生电子迅速从SiC传递到Pd使Pd活性位表面富电子化,进而快速活化和断裂芳基卤化物中的C–I或C–Br键,有效提高催化活性.     

具有分级结构的SiC纳米线负载的Pd纳米颗粒光催化芳基卤化物硼化反应（英文）

芳基硼酸酯作为一种重要的有机中间体,在C–C, C–N和C–O键的构筑以及C–X键的转换中有着广泛的应用,其传统合成方法主要是用格氏试剂或有机锂试剂,但该方法的官能团耐受性较差,且对反应环境敏感.在均相催化体系下,过渡金属催化芳烃的C–H和C–X键硼化反应成为合成芳基硼酸酯化合物的重要途径,虽然活性和选择性很高,但催化剂难于分离,且多数反应需要昂贵的配体,限制了其在工业上的大规模应用.多相催化剂体系虽然解决了分离回收的问题,但是催化效率大多较低.近年来,由于光催化能够有效利用太阳能,在温和条件下促使反应进行,并且能够定向的选择性合成目标产物,提高目标产物的产率,因此其在有机合成中的应用引起了广泛的关注.本文以具有分级结构且能够响应可见光的Si C纳米线为载体,并通过液相还原法制备负载量为3wt%的Pd/Si C催化剂.TEM照片可以看出, Pd纳米颗粒均地分散在Si C表面,平均粒径为3.7 nm.UV-Vis图谱表明, Si C负载Pd以后可明显提高其对可见光的吸收.Pd/Si C在可见光(400–800 nm)照射下,在30 oC和常压Ar氛围下即可实现碘苯脱碘硼化,苯硼酸频哪醇酯的收率高达95%.Pd/Si C在可见光作用下,对其它碘苯类和溴苯类化合物的光催化硼化均具有较好的的普适性.在暗反应条件下,苯硼酸频哪醇酯的收率仅为5%.并且,转化率能够随着光强度的增强而增加.同时,不同的波长范围对光反应的贡献率也不同, 400–450, 450–500, 500–550, 550–600和600–800 nm的光反应贡献率分别为34%, 22%, 16%, 13%和5%,这与催化剂的紫外可见吸收光谱相一致,充分说明反应主要为光驱动反应.Pd/Si C催化剂也具有较好的可重复使用性,经过5次循环使用后,催化活性依然保持在较高的水平.光反应和暗反应活化能的显著差别,说明二者的机理不同.理论研究发现, Si C的功函为4.0 e V,低于Pd(5.12 e V),当Pd负载在SiC表面时,能够形成Mott-Schottky接触,使SiC吸收可见光生成的光生电子能够迅速的传递到Pd活性位.XPS表征显示, Pd在Pd/Si C催化剂中以金属态Pd0的形式存在,并向低结合能方向移动,说明SiC中的电子向Pd迁移,增加了Pd原子周围的电子云密度.同时,光致发光光谱中, Pd/Si C位于400–550 nm的特征峰与Si C相比,强度明显减弱,说明光生电子和空穴的分离效率增强.据此我们推断,光生电子迅速从SiC传递到Pd使Pd活性位表面富电子化,进而快速活化和断裂芳基卤化物中的C–I或C–Br键,有效提高催化活性.     

Pd2(dba)3/Et3N高效催化碘代芳烃Sonogashira 羰化偶联反应研究

在甲苯溶剂中,以价廉易得的Pd2(dba)3作为催化剂,以三乙胺作为碱,在无膦体系中成功实现了碘代芳烃和端位炔烃的Sonogashira羰化偶联反应,最高收率达95%,且该催化体系具有较好的底物适应性.该研究发展了α,β-不饱和炔酮类化合物的高效合成方法.     

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。     

Pd/C催化Suzuki反应合成4-联苯甲酸

通过芳基卤代物和芳基硼酸合成联苯类化合物的Suzuki-Miyaura偶联反应被广泛应用于天然产物,药物和功能材料的合成。然而目前本科教学中极少有相关实验,主要是由于传统的Suzuki反应条件通常需要昂贵的含配体Pd催化剂,反应溶剂大多含有诸如甲苯或者1,4-二氧六环等有毒害溶剂,反应过程需要惰性气体氛围,且大多需在加热反应8 h以上。这些限制极大地阻碍了本科生开展这一重要的有机化学实验。本文介绍了改进的Suzuki反应条件：无配体Pd/C作为催化剂,乙醇和水的混合溶剂作为反应溶剂,并且室温搅拌半小时反应即可结束,反应全程敞口需要空气(氧气)的辅助而不是惰性氛围。在此条件下,以苯硼酸与4-溴苯甲酸为原料,碳酸钾作为碱,高效合成了4-联苯甲酸。相比传统Suzuki反应条件下催化剂均为一次性使用,不可回收,本实验中回收的Pd/C催化剂可循环使用5次以上而几无活性损失。本实验项目从成本,可操作性,绿色环保等角度为本科生熟悉Suzuki反应提供了可能。     

钯/碳高效绿色催化Suzuki交叉偶联反应

开发了一个以钯/碳为催化剂高效绿色催化Suzuki反应制备联苯类化合物的新方法.该体系以环境友好的聚乙二醇400的水溶液为反应溶剂,加入离子液体1-甲基-3-丁基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐,可高效催化溴代芳烃与芳基硼酸的Suzuki交叉偶联反应,并且催化剂可以循环利用4次而催化效率没有明显降低.     

N-烃基-5-芳基吲哚-3-甲醛的合成和光谱性质

以5-溴吲哚为原料,经甲酰化、烷基化、Pd Cl2(dppf)催化下的Suzuki偶联反应,合成了系列N-烃基-5-芳基吲哚-3-甲醛.考察了催化剂、碱试剂和溶剂的选择与用量,以及反应物配比等因素对Suzuki偶联反应的影响.测定了标题化合物在乙腈中的紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱.     

乙二醇中钯催化无配体的室温Suzuki反应

报道了一种在室温下醋酸钯催化乙二醇中无外加配体的Suzuki反应体系.以K3PO4·7H2O为碱,在该体系中可高效进行芳基溴代物和芳基硼酸的Suzuki交叉偶联反应,具有反应条件温和、无需惰性气体保护等特点.在n(ArBr)=0.5mmol,n(ArB(OH)2)=0.75mmol,x(Pd(OAc)2)=0.5mol%,n(K3PO4·7H2O)=1.0mmol,v(乙二醇)=2ml的优化条件下,4-溴苯甲醚和苯硼酸反应20min,分离收率即达95%.     

氟喹诺酮作为钯催化Heck反应有效配体的研究

研究了氟喹诺酮作为钯催化Heck反应的有效配体. 碘苯、溴苯和其它芳基卤衍生物与丙烯酸丁酯、苯乙烯等取代乙烯类化合物在钯和氟喹诺酮的催化下发生Heck反应. 讨论了配体、催化剂用量、碱和溶剂对Heck反应产率的影响. 该反应的最优化条件是: 钯源为Pd(OAc)2 (0.1 mol%), 诺氟沙星作为配体(0.2 mol%), K2CO3作为碱, DMA作为溶剂, 取代碘苯及溴苯和它们的衍生物与丙烯酸丁酯、苯乙烯等乙烯基化合物的反应均可以得到高收率的目标偶联产物.     

含羟基手臂双咪唑鎓氯盐的合成及其Pd络合物对Suzuki-Miyaura交叉偶联反应的催化活性

合成了一种新型含羟基手臂的双咪唑鎓氯盐(L.2HCl)。N2保护下L.2HCl与Pd(OAc)2原位制备N-杂环卡宾-Pd络合物。以DMF-H2O为溶剂,K2CO3为碱,该络合物催化溴代芳烃和芳基硼酸的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应合成取代联苯,收率75%～99%。     

水相中钯催化碘代芳烃Ullmann偶联反应研究

研究了吸电子基团的贫电碘代芳烃的Ullmann偶联反应,该反应使用Pd(OAc)2为催化剂,K2CO3为添加剂,以丙酮-水混合液为溶剂,不需要添加额外的还原剂,收率为55-87%。在通过了一系列的试验后,可以认为该反应中的溶剂及碱没有起还原作用,而是碘代芳烃自身作为还原剂,完成整个催化反应的,并首次提出了一种不需要外加还原剂的Pd(II)/Pd(IV)/Pd(II)的催化循环机理。     

高纯度(>98%)三芳基-2-硼酸的合成

以卤代芳烃为原料,经硼酸化反应和Suzuki偶联反应合成了一系列三芳基-2-硼酸化合物,收率67.4%~70.1%,纯度均98%,其结构经1H NMR和元素分析确证。     

用于Suzuki-Miyaura反应的阴离子交换树脂负载钯催化剂(英文)

以碱性阴离子交换树脂Amberlite IRA-900为载体,Pd(C3H5)(C5H5)为金属有机前体,采用金属有机气相沉积法在室温下制备了Pd@IRA-900多相催化材料.紫外-可见光谱分析证明前体和树脂骨架之间的化学作用以及树脂本身的孔道结构使得Pd纳米粒子均匀分散在载体上.透射电镜结果显示钯纳米粒子的平均尺寸为2.6 nm.在较温和的条件下Pd@IRA-900对多种卤代芳烃和苯硼酸的Suzuki偶联都具有良好的催化活性,并且催化剂重复使用5次之后依然具有很好的活性.此外,对树脂载体进行碱性交换处理后可得到一种双功能催化材料Pd@IRA-900(OH),该催化剂在不加入碱的条件下也可以催化碘苯和苯硼酸的Suzuki偶联反应.