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...     

钯催化芳基溴代物和氨基乙醛缩二乙醇的偶联反应研究

以Pd2（dba）3／XantPhos为原位生成的催化剂,研究了以芳基溴代物与氨基乙醛缩二乙醇之间的偶联反应合成N-（2,2-二乙氧基乙基）芳胺的反应,考察了催化剂前体、配体以及催化剂前体与配体的用量对该反应的影响．实验结果表明,当以2．5％Pd2（dba）3作为催化剂前体,3．75％XantPhos作为配体,吸电子取代和给电子取代的芳基溴代物均可与氨基乙醛缩二乙醇发生C—N交叉偶联反应,高选择性的得到产物N-（2,2-二乙氧基乙基）芳胺,分离收率为73％-96％．     

羧基亚胺配体的合成及其促进Suzuki偶联反应的研究

合成了4种羧基亚胺配体并将其用于促进Suzuki偶联反应。通过考察配体结构、溶剂极性、碱强度和温度等因素对反应产率的影响,确定了羧基亚胺配体参与的钯催化Suzuki偶联反应的最佳条件为:催化剂的量为0.001(mol)%的Pd Cl2和0.002(mol)%的配体,以碳酸钾作碱,4m L乙醇水溶液(1∶1,体积比)作溶剂,反应温度为60℃,在空气条件下反应。结果表明,羧基亚胺配体能够有效促进Suzuki偶联反应;在合成的配体L1~L4中,具有适当的位阻和给电子基团的L2的催化活性最高,能够高效催化合成一系列联芳类化合物。     

Pd/SiC催化碘代芳烃和芳基硼酸羰化Suzuki偶联反应性能（英文）

以高比表面积碳化硅为载体,通过液相还原法制备出Pd/Si C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,Si C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 m L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/Si C催化剂存在的条件下,在CO压力为1.0 MPa和100 oC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/Si C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/Si C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.     

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.     

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%。     

无配体、在空气下Pd(OAc)_2催化的Heck反应研究

研究了无配体、空气下Pd(OAc)2催化的Heck反应.多种芳基碘化物、芳基溴化物可以与烯丙基醋酸酯、丙烯酸酯和苯乙烯等烯基化合物在Pd(OAc)2催化下发生Heck反应.该反应不需要配体的加入,在空气中就可以进行.讨论了碱、添加剂、溶剂、催化剂等因素对反应产率的影响.该反应的最优化条件是:Pd(OAc)2(5mol%)为催化剂,Ag2CO3(0.6equiv.)为添加剂,以苯或甲苯为溶剂空气中回流12h,芳基碘化物、芳基溴化物可以顺利地与烯丙基醋酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯等烯基化合物发生Heck反应,以较高的产率得到目标产物.     

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。     

新型含咔唑双膦配体-钯催化 Suzuki 反应

 以 3-溴苯甲醚为原料合成了新型双膦配体 6,6′-二甲氧基-2,2′-二 (二-N-咔唑基膦)-1,1′联苯, 并将该配体与钯组成的配合物用于对溴苯甲醚和苯硼酸的 Suzuki 偶联反应, 考察了溶剂、碱、底物/催化剂摩尔比、膦/钯摩尔比对偶联反应的影响. 结果表明, 该催化体系在 1,4-二氧六环中催化对溴苯甲醚和苯硼酸的 Suzuki 偶联反应得到 99% 的分离产率. 同时, 该催化体系用于其它芳基溴和苯硼酸的 Suzuki 偶联反应也表现出很好的催化性能, 即使芳基溴有较大的空间位阻或具有取代基也能获得很好的结果.     

无碱参与的铜催化芳基硼酸和硫酚的偶联反应研究

无碱参与的条件下,研究了Cu盐催化芳基硼酸与硫酚的偶联反应.通过反应溶剂、温度、铜盐、配体等条件的优化,结果表明在空气中,以1,10-菲啰啉-醋酸铜为催化剂,DMSO/H2O(V∶V=1∶1)作为溶剂,反应温度为60℃,以较高产率合成二芳基硫醚.     

由二茂铁亚胺环钯催化的Suzuki偶联反应合成具有发光性能的3-芳基噻吩

3-芳基取代噻吩大多是电致发光材料的前体化合物. 催化剂摩尔分数为0.5% 的二茂铁亚胺环钯化合物在DMF/K3PO4/80 ℃条件下, 能够有效地催化3-噻吩硼酸同芳基碘和芳基溴的Suzuki反应, 方便地合成系列3-芳基噻吩衍生物. 此方法操作简便, 不需要加入过量的3-噻吩硼酸, 催化剂用量小. 化合物3b, 3c和3d的发射光谱和激发光谱表明, 此类化合物具有潜在的发光应用性能.     

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.     

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.     

新型2-芳氨基嘧啶衍生物的合成

通过间羟基苯硼酸与2,4-二氯嘧啶的Suzuki反应及其后酚羟基的烷基化得到4-芳基-2-氯嘧啶衍生物. 然后, 采用Pd(PPh3)4/dppf催化剂, 在温和的条件下实现了4-芳基-2-氯嘧啶类化合物和芳香胺的偶联. 合成了3个结构新颖的2-芳氨基嘧啶类化合物. 中间体及产物的结构均经由IR, 1H NMR, 13C NMR, MS和元素分析表征而予以证实.     

无配体、在空气下Pd(OAc)2催化的Heck反应研究

研究了无配体、空气下Pd(OAc)₂催化的Heck反应. 多种芳基碘化物、芳基溴化物可以与烯丙基醋酸酯、丙烯酸酯和苯乙烯等烯基化合物在Pd(OAc)₂催化下发生Heck反应. 该反应不需要配体的加入, 在空气中就可以进行. 讨论了碱、添加剂、溶剂、催化剂等因素对反应产率的影响. 该反应的最优化条件是: Pd(OAc)₂ (5 mol%)为催化剂, Ag₂CO₃ (0.6 equiv.)为添加剂, 以苯或甲苯为溶剂空气中回流12 h, 芳基碘化物、芳基溴化物可以顺利地与烯丙基醋酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯等烯基化合物发生Heck反应, 以较高的产率得到目标产物.     

介绍一个综合化学实验——负载型Pd系催化剂的合成及催化反应

通过对Pd系催化剂（Pd／C,Pb—Pd／CaCO3）的制备及其苯乙炔液相加氢反应的考评,了解与催化相关的催化剂活性、选择性、产率、寿命等基本概念,提升对压力反应装置的操作能力。本实验涵盖了无机合成、仪器分析、催化等方面的相关内容,可作为化学系高年级学生的综合化学实验和本科生科学研究训练实验。     

氧化石墨烯负载席夫碱钯催化剂的合成、表征及对Suzuki反应催化性能的研究

以修饰的Hummers法制备的氧化石墨烯为载体,席夫碱为配体制备了一种新型的负载型钯催化剂,采用红外光谱仪、透射电镜、X射线光电子能谱仪、热重分析仪和X射线衍射仪等手段对负载型催化剂进行了表征,并评价了其对水相Suzuki反应的催化活性.结果表明,该催化剂在较温和的实验条件下即可高效催化水相芳基卤与芳基硼酸的Suzuki反应,催化剂重复使用5次后,活性基本不变.     

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.     

非通孔多孔氧化铝基底上原位生成Pd纳米材料的制备及应用

以非双通的多孔氧化铝(AAO)(Al基底为支撑体)为模板,基底Al作为还原剂,在AAO孔道内原位合成了Pd单质(Pd/AAO)。本文详细研究了AAO阻挡层的去除以及Pd/AAO的酸腐蚀处理后的情况。采用扫描电子显微镜观察了不同条件下形成的形貌,提出了一个近似合理的生成Pd单质的机理。评价了其对苯硼酸和对溴苯甲醛Suzuki反应的活性。摩尔分数0.06%Pd催化剂在温和的实验条件下可以高效催化Suzuki反应,产率达到99.8%。Pd/AAO固体片状结构在液相反应中直接从溶液中取出即可进行下一次反应,易于分离和回收,可使用性强。此研究为有机反应异相催化剂的设计提供了一个有效的思路,在实际应用中具有一定的指导意义。