糖基配体促进的铜催化水相Ullmann型C—N偶联反应

开发了一种用于实现水相中的铜催化Ullmann型C—N偶联反应的绿色且高效的催化体系.以Cu I为催化剂、N-(2-羟乙基)-β-D-吡喃葡萄糖胺为配体,芳基碘化物、芳基溴化物与N-亲核试剂都能在水中实现偶联反应,芳基碘化物的吸电子取代和供电子取代效应影响较小.偶联产物的收率良好(61%~96%).该催化体系也成功扩展到各种吲哚与4-碘苯甲醚的水相偶联反应中.绿色且可降解的配体、温和的反应条件、绿色的水溶剂和广泛的底物适用性,使得该水相偶联策略具有重要的意义.     

铜-银双金属纳米颗粒催化的醛-端炔加成反应研究

采用铜-银双金属纳米颗粒作为催化剂,在2,2'-联吡啶作为配体的修饰作用下,发展了一个高效的、双金属催化的醛-端炔加成生成炔丙醇化合物的反应体系.在该催化体系中,铜-银双金属纳米颗粒催化剂表现出独特的双金属协同效应,银纳米颗粒作为助催化剂有效提高了铜催化剂的催化效能.与文献相比,该反应条件温和、底物适应性优良,且无需溶剂.该反应中,催化剂可以实现有效循环利用,并可有效放大到克级规模反应.     

钯铜共催化苯并唑类杂环与芳基溴的直接芳基化反应研究

研究开发了一个实用高效的钯铜共催化体系,1%Pd(OAc)2与10%CuCl2.2H2O双金属组合催化剂在弱碱和0.5 equiv PPh3配体存在下,顺利催化苯并唑类杂环与各种芳基溴的直接芳基化,并得到良好的收率.该钯铜共催化体系具有钯催化计量低、配体廉价易得、底物适用范围广、反应条件温和等特点.     

含有非对称型双吡啶甲基吡唑甲基胺配体的高活性双核铜配合物催化叠氮与炔烃环加成反应（英文）

Cu(I)催化的炔烃与叠氮的Huisgen 1,3-偶极环加成反应(CuAAC)可用于构建三唑环,该反应条件温和,产物专一,被认为是"点击化学"的精髓,并广泛应用于医药、生物有机及材料化学等多个领域.CuSO_4/抗坏血酸钠体系是该反应最常用的催化方法,但近年来,大量更高效的催化体系被成功开发以解决当前催化体系中存在的问题,例如,外加配体的使用可以明显加快反应速率,从而降低催化剂用量和缩短反应时间,这归因于配体参与配位可以更好地稳定Cu(I)催化中心.目前应用于该反应体系的配体大多为对称型多齿氮配体,例如三三唑甲胺衍生物(TBTA)等.我们开发了两类含有吡唑、苯并咪唑等基团的非对称型多齿氮配体及其应用,发现这类配体除了具有稳定金属中心的作用外,还因有吡唑或苯并咪唑等基团的存在,所形成的配合物往往比那些包含对称型配体的配合物表现出更高的催化活性.本文合成了一类含有非对称型配体的铜配合物.将铜前体Cu(CH_3CN)_4PF_6与非对称型多齿氮配体二吡啶甲基吡唑甲基胺(HNpy2pz)在甲醇中反应,由于配体结构中吡唑NH基团的存在,反应在最终脱除一分子H_2O后,意外获得了一种双核结构的铜配合物,其分子结构通过X射线单晶衍射成功表征.受到两个金属中心协同效应的影响,双核配合物催化剂往往能表现出比单核配合物更优异的催化性能,因此,我们进一步考察了该双核配合物催化CuAAC反应的活性.结果表明,在催化剂用量低至0.1 0.3 mol%的情况下,22种炔烃和叠氮在25 oC反应16 h均能得到单一的1,4-二取代三唑产物,分离收率在95%以上,且抗坏血酸钠还原剂用量仅需1 3 mol%,说明受到配体的影响,催化剂的稳定性非常好.这是目前该反应成功开发出的几个高效双核催化剂之一.     

水相中底物促进的铜催化氨基醇N-芳基化反应

在水相体系中, 利用铜催化一系列氨基醇类底物(1.2 mmol)与碘代芳烃(1.0 mmol)进行N-芳基化反应. 由于氨基醇具有双齿配位及相转移催化能力, 该反应利用氨基醇类底物自身的促进作用, 在不使用外加配体与相转移催化剂的温和条件下以高收率获得了氨基醇N-芳基化产物(64%-93%).     

含有非对称型双吡啶甲基吡唑甲基胺配体的高活性双核铜配合物催化叠氮与炔烃环加成反应

Cu(Ⅰ)催化的炔烃与叠氮的Huisgen 1,3-偶极环加成反应(CuAAC)可用于构建三唑环,该反应条件温和,产物专一,被认为是“点击化学”的精髓,并广泛应用于医药、生物有机及材料化学等多个领域.CuSO4/抗坏血酸钠体系是该反应最常用的催化方法,但近年来,大量更高效的催化体系被成功开发以解决当前催化体系中存在的问题,例如,外加配体的使用可以明显加快反应速率,从而降低催化剂用量和缩短反应时间,这归因于配体参与配位可以更好地稳定Cu(Ⅰ)催化中心.目前应用于该反应体系的配体大多为对称型多齿氮配体,例如三三唑甲胺衍生物(TBTA)等.我们开发了两类含有吡唑、苯并咪唑等基团的非对称型多齿氮配体及其应用,发现这类配体除了具有稳定金属中心的作用外,还因有吡唑或苯并咪唑等基团的存在,所形成的配合物往往比那些包含对称型配体的配合物表现出更高的催化活性.本文合成了一类含有非对称型配体的铜配合物.将铜前体Cu(CH3CN)4PF6与非对称型多齿氮配体二吡啶甲基吡唑甲基胺(HNpy2pz)在甲醇中反应,由于配体结构中吡唑NH基团的存在,反应在最终脱除一分子H2O后,意外获得了一种双核结构的铜配合物,其分子结构通过X射线单晶衍射成功表征.受到两个金属中心协同效应的影响,双核配合物催化剂往往能表现出比单核配合物更优异的催化性能,因此,我们进一步考察了该双核配合物催化CuAAC反应的活性.结果表明,在催化剂用量低至0.1-0.3 mol％的情况下,22种炔烃和叠氮在25℃反应16h均能得到单一的1,4-二取代三唑产物,分离收率在95％以上,且抗坏血酸钠还原剂用量仅需1-3 mol％,说明受到配体的影响,催化剂的稳定性非常好.这是目前该反应成功开发出的几个高效双核催化剂之一.     

无配体钯催化乙醇水溶液中芳基三氟硼酸钾的Suzuki反应

发展了一个无配体钯催化芳基三氟硼酸钾的Suzuki反应体系.该体系在空气条件下,以醋酸钯为催化剂,1equiv.的无水碳酸钾为碱,在乙醇水溶液中可高效催化卤代芳烃或杂环卤代芳烃与芳基三氟硼酸钾的Suzuki反应,周转频率(TOF)值最高达4656 h~(-1),且该体系还适用于三苯胺衍生物的合成.透射电镜分析结果及汞中毒实验证明该体系的实际催化物质为原位生成的纳米钯粒子.     

钴(Ⅱ)催化2-乙基-3-甲基吡嗪绿色氧化方法（英文）

以过氧化叔丁醇为氧化剂,以钴(II)与含N配体为催化体系催化氧化2-乙基-3-甲基吡嗪(EMP),提出一种具有放大应用前景的2-乙酰基-3-甲基吡嗪绿色制备方法.考察了过渡金属催化剂的种类、配体种类、溶剂、温度等反应条件对催化氧化过程的影响,在最优反应条件下EMP转化率可达58.8%, 2-乙酰基-3-甲基吡嗪(AMP)选择性92.2%.研究了该反应体系催化氧化EMP的反应机理,建立了该反应的拟均相反应动力学模型.在以上实验基础上,对该反应体系进行了放大实验研究,结果表明该新方法具有较好的工业放大前景,但反应温度的控制是放大过程的关键因素.     

钴(Ⅱ)催化2-乙基-3-甲基吡嗪绿色氧化方法

以过氧化叔丁醇为氧化剂,以钴(Ⅱ)与含N配体为催化体系催化氧化2-乙基-3-甲基吡嗪(EMP),提出一种具有放大应用前景的2-乙酰基-3-甲基吡嗪绿色制备方法.考察了过渡金属催化剂的种类、配体种类、溶剂、温度等反应条件对催化氧化过程的影响,在最优反应条件下EMP转化率可达58.8%, 2-乙酰基-3-甲基吡嗪(AMP)选择性92.2%.研究了该反应体系催化氧化EMP的反应机理,建立了该反应的拟均相反应动力学模型.在以上实验基础上,对该反应体系进行了放大实验研究,结果表明该新方法具有较好的工业放大前景,但反应温度的控制是放大过程的关键因素.     

在聚乙二醇-水体系中合成二苯甲酮

在聚乙二醇-水(PEG-H2O)反应介质中,以Pd(OAc)2为催化剂,通过苯甲酰氯和苯硼酸的偶联反应,高产率地合成了二苯甲酮.与其他有机溶剂体系相比,Pd(OAc)2-H2O-PEG体系催化效率高(转换数(TON)可高达2.5×104),同时,反应条件温和,反应时间短,产率高,不需要使用污染环境严重的膦配体,是制备二苯甲酮的理想绿色催化体系.     

基于5-氨基邻甲酚的膦配体的合成及在乙烯齐聚中的应用

以5-氨基邻甲酚与二苯基氯化膦为原料,通过取代反应合成了一种含有PNP和P—O结构的膦配体并确定了其结构.通过与Cr(acac)_3原位生成以及与Cr Cl3(THF)_3预制的方法制成配合物作为主催化剂,以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂,形成催化体系用于催化乙烯齐聚反应,考察了溶剂种类、反应温度、反应压力及Al/Cr摩尔比对该催化剂的活性和选择性的影响,并与原位生成的邻位和对位氨基酚类膦配体催化体系催化乙烯齐聚反应效果进行了对比.试验结果表明,以环己烷为溶剂,MAO为助催化剂,当反应温度为50℃、反应压力为2.5 MPa、Al/Cr摩尔比为700的条件下,该催化剂的活性最高达5.91×10~6 g/(mol·Cr·h),液相产物中1-辛烯选择性高达72.94%,1-己烯和1-辛烯总的选择性为82.11%.     

铜纳米颗粒催化的炔、二卤甲烷、胺三组分偶联反应研究

以铜纳米颗粒作为催化剂,Cs2CO3为碱,二卤甲烷为底物和溶剂,发展了一个高效的催化炔、二卤甲烷、胺三组分偶联反应(AHA偶联反应)生成炔丙胺的反应体系.与文献相比,该催化体系具有催化剂廉价易得、反应条件相对温和、底物适应性优良、使用单一溶剂体系后处理方便的特点.同时,以铜纳米颗粒为催化剂,易于实现催化剂的有效循环利用,经5次反应催化活性未见明显下降.     

铋(Ⅲ)催化Barbier-Grignard-Type溴代芳香烃和醛的反应

报道了以三氯化铋为催化剂,三苯基膦为配体,在四氢呋喃中,65℃下用不活泼的溴代烃、镁与醛简单高效地进行Barbier-Grignard式的芳基化和烷基化.该方法反应条件温和、操作简单、反应时间短、一锅法反应且有高的收率(大部分61%~99%).对空间效应、电子效应和一些新的结果进行了讨论,合理地提出了一个三氯化铋和三苯基膦催化的可能机理.     

BDIE·[Zn-Al]催化二氧化碳与氧化环己烯的共聚反应

用α二亚胺型BDIE配体(N,N′(2,6二异丙基苯基)乙二亚胺)与氧联锌铝醇盐([ZnAl])以配位的方式制备了高位阻催化体系BDIE·[ZnAl],并催化二氧化碳与氧化环己烯共聚.研究了各种因素对该反应的影响,发现最适宜的反应条件为BDIE[ZnAl]的摩尔比为0.5、反应温度为80℃、催化剂浓度为0.1gmL、二氧化碳压力为2MPa.在此条件下反应24h其催化效率达到31.6gg与其它高位阻体系相比,该催化剂用成本低的异丙醇铝和无水醋酸锌代替二乙锌,聚合操作过程简单,是一种有发展前景的催化体系.     

一种新型双膦亚磷酸酯配体的合成及在1-己烯氢甲酰化反应中的应用

以4,4'-二羟基二苯丙烷和2,4-二叔丁基苯酚为原料合成了一种新型双膦亚磷酸酯配体,并用此配体和Rh(acac)(CO)2原位形成的催化体系催化1-己烯的氢甲酰化反应.系统考察了反应温度、压力、P/Rh和溶剂四种反应参数对催化体系的催化性能影响.选择了最佳的反应条件,在铑浓度为0.75×10-3mol/L、P/Rh比为10、温度100℃、压力(H2/CO=1)2.0MPa的条件下反应1.0h,在溶剂甲苯中1-己烯的转化率可达到100%,醛选择性为98.7%,TOF为3498.6h-1.在相同的条件下与以三苯基膦和单膦亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯为配体的铑催化剂相比较,以新型双膦亚磷酸酯为配体的铑催化剂的催化活性是PPh3的1.6倍,而与亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的催化活性相当.     

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.     

多元醇修饰Pd-氮杂环卡宾复合物的制备及其对Suzuki-Miyaura反应的催化行为

提高催化剂在反应体系中的分散性,是有效提高催化剂活性的重要手段。本文利用Ullmann反应在大位阻氮杂环卡宾配体(NHC配体)上修饰丙三醇基团,以此来提高催化剂的分散性,进而促进其催化效率的提升。并通过这种大位阻NHC配体与乙酰丙酮钯的络合反应,制备高活性的钯复合物催化剂,进一步以Suzuki-Miyaura偶联反应为模型反应,评价该催化剂的活性与稳定性。结果表明,该催化剂在多种溶剂中表现出较好的分散性,针对溴苯甲醚和苯硼酸的偶联反应,在不同催化条件下,均表现出良好的催化活性,其中转化数(TON)值最高可达到99000。而且该催化剂针对溴苯与苯硼酸的反应体系中,具有广泛的反应底物适用性。与传统的四-(三苯基膦)钯相比较,该催化剂在空气气氛中仍可保持高效的催化行为,表现出较好的稳定性。     

有机-无机杂化L-Rh/SiO2氢甲酰化催化剂的研究Ⅰ.PPh3-Rh/SiO2的催化性能及表征

 利用有机-无机杂化的概念,以三苯基膦直接修饰Rh/SiO2制备了PPh3-Rh/SiO2多相催化剂. 在浆态床烯烃氢甲酰化反应中,该催化剂在10 MPa,373 K温和条件下的活性和选择性远高于Rh/SiO2的活性和选择性,与相应的均相催化剂HRhCO(PPh3)3的性能相当,且具有易分离的优点. 31P MAS NMR和XPS技术表征结果表明,催化剂中的配体PPh3与高度分散的Rh之间存在配位作用,形成了兼具多相和均相催化性能的有机-无机杂化催化剂. 该催化剂对不同碳数烯烃的氢甲酰化反应都具有较好的催化性能.     

BDIE·[Zn-Al]催化二氧化碳与氧化环已烯的共聚反应

用α-二亚胺型BDIE配体(N,N'-(2,6-二异丙基苯基)-乙二亚胺)与氧联锌铝醇盐([Zn-A1])以配位的方式制备了高位阻催化体系BDIE·[Zn-A1],并催化二氧化碳与氧化环己烯共聚.研究了各种因素对该反应的影响,发现最适宜的反应条件为BDIE/[Zn-Al]的摩尔比为0.5、反应温度为80℃、催化剂浓度为0.1 g/mL、二氧化碳压力为2 MPa.在此条件下反应24 h其催化效率达到31.6 g/g与其它高位阻体系相比,该催化剂用成本低的异丙醇铝和无水醋酸锌代替二乙锌,聚合操作过程简单,是一种有发展前景的催化体系.     

高稳定性无膦配体乙烯氢甲酰化催化体系研究（英文）

高活性、高稳定性的无膦配体多相氢甲酰化催化体系研究是催化化学领域的重要课题.我们以乙烯氢甲酰化这一反应为目标,发展出含有不同含氧官能团的活性炭为载体的负载纳米铑催化材料.其中,当以Rh/C-3这一材料为催化剂时,乙烯氢甲酰化反应的转化频率可以达到57 889 mol/mol/h.该催化剂可以在固定床反应器上稳定运行2500 h保持活性稳定.表征发现,碳材料表面的内酯基团(-CO_2-)对催化材料的活性和稳定性具有重要的作用.这一研究对高活性、高稳定性的非膦配体多相氢甲酰化催化体系研究具有一定的启示.