钯类催化剂在形成碳－碳单键反应中的应用

钯催化反应是广泛被用于有机合成的简单而又重要的反应。主要综述钯类催化剂在形成碳－碳单键反应中的应用，着重阐述了卤代烃与有机金属化合物、烯烃、炔烃的交联反应。     

磁性纳米粒子负载钯催化剂在C-C键偶联反应中的应用

磁性纳米粒子(MNPs)负载钯催化剂因具有高的催化活性及易于原位磁分离回收等优点而得到快速发展,成为一类具有广泛应用前景的纳米催化剂,在学术及工业领域均受到广泛的关注。 本文对近年来MNPs负载钯催化剂在Suzuki、Heck等C-C偶联反应中的应用研究进行简要阐述,并对其发展前景进行了展望。     

钯催化下有机锡化合物的偶联反应在碳-碳键形成过程中的应用

本文述评了最近几年来钯催化的有机锡化合物与有机亲电试剂的交叉偶联反应在有机合成中用于碳-碳键形成的主要研究成果。主要讨论了直接交叉偶联反应,CO或烯键插入的交叉偶联反应和机理。     

钯催化剂催化交叉偶联反应形成P-C键和复杂含磷化合物的研究进展

综述了利用金属钯催化交叉偶联反应形成P-C键以合成各种复杂的含磷化合物特别是手性膦配体的研究进展;介绍了参加偶联反应的不同价态的P化合物亲核试剂,以及卤代烯烃、卤代芳烃、三氟甲磺酸烯基脂、三氟甲磺酸芳基脂、乙烯基硼酸脂等亲电试剂;探讨了相应的偶联反应的反应条件、反应机理及其在材料、医药、农药等领域的应用.     

基于钯催化C-H键活化的多米诺反应

近年来,多米诺反应作为一种合成复杂分子的高效手段已得到有机合成化学家的广泛关注。该反应过程中,不需改变反应条件和添加试剂,中间体也无需分离和提纯,实现了原子经济和环境友好。通过C-H键活化直接构建碳-碳键和碳-杂原子键,大大拓展了传统偶联反应的底物范围,同样具有高原子经济性,已经广泛地作为多米诺反应中的一个高效步骤。此外,钯催化剂运用广泛,能够与多种官能团兼容,是多米诺反应的理想金属催化剂。本文综述了基于钯催化C-H键活化的多米诺反应的最新研究进展,以反应中钯的价态变化进行分类,介绍有关反应的特点、优势及其在天然产物合成中的应用。     

多孔有机聚合物负载钯作为高效C-C偶联反应多相催化剂

Pd催化的C-C均相偶联反应,如Suzuki,Heck和Sonogashira广泛应用于有机合成、药物化学、材料科学等领域.均相催化剂具有难分离和不易循环利用的缺点,因而其应用有所受限.因此,开发具有高稳定性和高活性以及可循环性的Pd负载的多相催化剂具有重要意义.多孔有机聚合物具有独特的多级孔结构以及良好的稳定性,因而为制备新型的多相催化剂提供了可能.本文将乙烯基修饰的1,10-菲罗啉有机配体与二乙烯基苯共聚得到了菲罗啉功能化的多孔有机聚合物(PCP-Phen),负载Pd(OAC)2后所制催化剂(Pd/PCP-Phen)在Suzuki,Heck和Sonogashira等偶联反应中表现出优异的活性、选择性和稳定性.固体核磁和红外结果表明所合成的多孔有机聚合物具有1,10-菲罗啉有机配体;热重分析显示该聚合物具有较高的热稳定性;N2吸附测试表明该多孔有机聚合物及其钯负载物均具有丰富的介孔结构(11.2和7.3 nm)和大的比表面积;扫描电镜和透射电镜结果确也证实了它们具有丰富的介孔结构.X射线光电子能结果表明,Pd/POP-Phen催化剂中Pd 3d5/2和Pd 3d3/2的结合能分别为337.6和343.1 eV,略低于Pd(OAc)2的(338.6和343.8 eV).同时,该催化剂的N 1s结合能为400.0 eV,高于POP-Phen的399.3 eV.由此可见,该催化剂中菲罗啉有机配体与Pd物种有很强的配位作用.将得到的Pd/POP-Phen催化剂用于Suzuki,Sonogashira以及Heck反应.对于Suzuki反应,当以溴苯和苯硼酸为底物,乙醇和水(2∶3)为溶剂时,反应30 min联苯的产率高于99％;而在菲罗啉和醋酸钯(Pd/Phen)混合均相催化剂作用下,同样条件下转化率仅为1.7％.可见,Pd/POP-Phen多相催化剂在Suzuki反应中的催化活性高于均相催化剂.更为重要的是,该催化剂在循环使用五次后并未见明显的失活,且在反应液中也未检测到Pd,说明反应中金属物种基本上没有流失,与Pd/POP-Phen 多相催化剂的高稳定性一致.当将反应物扩展到多种不同底物时,Pd/POP-Phen催化剂均显示出非常优异的催化性能.在Sonogashira和Heck反应中,该多相催化剂也有非常好的催化性能.在碘苯和苯乙炔为反应物的Sonogashira反应中,于120℃进行30 min后,转化率即可达99％以上,高于Pd/Phen均相催化剂(93％);且该反应在没有CuI参与下也可以进行,从而避免了副产物二苯炔的形成.在碘苯和丙烯酸甲酯为底物的Heck反应中,于130℃只需反应20 min转化率可达到＞99％,也优于相应的均相催化剂.循环实验表明,该催化剂具有很高的稳定性.Pd/POP-Phen多相催化剂表现出高于均相催化剂的活性,主要原因归于催化剂孔道中相对较高的反应物浓度.在多相催化反应中,因为其丰富的多孔结构对反应物具有很强的富集作用,从而使得多相催化剂里的反应物浓度大大高于均相催化剂.例如,在Suzuki反应中,溴苯在多相催化剂中的浓度是均相催化体系的14倍.     

多壁碳纳米管负载钯(II)催化剂催化Suzuki-Miyaura反应的研究

多壁碳纳米管(MWNTs)负载钯(II)催化剂以乙醇/水(V/V=1∶1)混合溶液为溶剂,室温条件下,高效催化卤代芳烃与苯硼酸的Suzuki-Miyaura偶联反应。该催化剂绿色环保,能够在循环使用5次后仍有较好的稳定性。     

Pd@sPS-NMe_2/AC纳米催化剂制备及在偶联反应中的应用

用胺基功能化间规聚苯乙烯(sPS-NMe_2)与活性炭(AC)分别利用混合沉降法(MP)、混合挥发法(MV)及直接聚合法(DP)制备了sPS-NMe_2/AC复合载体.sPS-NMe_2/AC吸附还原PdCl_2后获得Pd@sPS-NMe_2/AC催化剂.采用扫描电镜和透射电镜对sPS-NMe_2/AC和Pd@sPS-NMe_2/AC形貌进行了分析,考察了sPS-NMe_2/AC复合方法、用量对其形貌、负载Pd金属的影响,发现MV法获得的sPS-NMe_2/AC在其质量比大于1/3时sPS-NMe_2可均匀覆盖AC, Pd纳米粒子为3 nm左右,均匀稳定分散.该催化剂在"借氢"、 Suzuki-Miyaura、 Heck和Sonogashira偶联反应中表现出了优异的催化性能.     

负载钯催化的Suzuki偶联反应研究进展

负载钯催化的Suzuki偶联反应,由于产物易分离、催化剂可重复使用,已引起人们的广泛关注.综述了近年来负载钯催化的Suzuki偶联反应研究进展,载体包括活性碳、金属氧化物、硅铝酸盐微孔分子筛、二氧化硅材料、活性粘土和聚合物等.     

新型P,N-配体的合成及其在钯催化碳-氮键偶联反应中的应用

以三苯基膦为母体骨架,设计合成了在苯环上连有环状仲胺取代基的五种新型P,N-配体(L1～L5),利用核磁共振谱(1H,13C,31p)、红外光谱、高分辨质谱和X射线单晶衍射等对配体进行了表征,并将它们应用于Pd催化的C-N键偶联反应中.结果表明,三(2-吗啉基苯基)膦(L5)与三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd2(dba)3...     

负载型手性钯催化剂的制备和在苯乙酮不对称加氢反应中的应用

在硅烷化硅胶上涂敷手性高分子配位体三苯基氨基甲酸纤维素酯和三（３,５－二甲基苯基氨基甲酸）纤维素酯,然后与ＰｄＣｌ３配位,制备一种新型的负载型不对称加氢催化剂,该催化剂用于苯乙酮的加氢反应,醇收率最高达１００％,但产物的对遇选择性较低的原因。     

环钯化合物在Suzuki偶联反应中的应用

因环钯化合物具有结构简单、性能稳定、反应活性高等优点,常被作为催化剂使用。总结了环钯化合物的合成方法及其在Suzuki偶联反应中的应用。     

钯纳米颗粒负载在聚苯胺材料上制得催化Suzuki-Miyaura偶联反应的高效催化剂

在最近的几十年里,金属钯催化的Suzuki-Miyaura偶联反应已经得到了越来越多的关注,被广泛应用于药物、天然产物以及新材料的合成.与此同时均相催化剂发展迅速,高效的配体和大量的设计被用于Suzuki-Miyaura偶联反应中,但是钯催化剂的配体通常很昂贵和难以合成,因此钯催化剂系统的回收是非常有价值的,不仅是经济上的原因,同时也避免了产品的污染,所以发展非均相催化剂是必要的.近年来,研究学者们致力于设计非均相的钯催化剂,如将钯纳米颗粒负载到金属有机骨架、介孔分子筛以及活性炭等多种材料上得到的非均相钯催化剂并应用于Suzuki-Miyaura偶联反应中.我们主要介绍了钯纳米颗粒被负载在含磷配体的交联的聚苯胺材料上制得负载的钯催化剂,首先通过钯催化的三(4-碘苯基)胺与金刚烷基膦的C–P偶联,再由钯催化三(4-碘苯基)胺与对苯二胺的C–N偶联,进而得到钯纳米颗粒负载在含金刚烷基膦的聚苯胺材料上的催化剂Pd@PAN-Ad-0.5(钯含量为0.58 wt%),同时我们对催化剂进行了一些表征,如TEM,SEM,XRD,EDX,XPS,FT-IR,ICP等.通过TEM分析,我们发现钯纳米颗粒在聚合物表面分布均匀,并且金属钯的平均粒径为2–3 nm;EDX检测显示催化剂含有C,N,P,Pd,I元素,说明钯负载到含金刚烷基膦的聚苯胺材料上的催化剂Pd@PAN-Ad-0.5已经形成,并被用于Suzuki-Miyaura偶联反应.我们对反应体系中的各种影响因素进行了优化,包括溶剂、碱、反应时间、催化剂加入量以及不同的催化剂的优化,最终确定了最佳反应条件;对于带有不同取代基(如腈基、甲氧基、醛基、酮基以及硝基)的氯代芳烃和溴代芳烃与苯硼酸的Suzuki-Miyaura反应,以较少的催化剂使用量(0.075 mol%Pd)就能获得较高的相应的联苯产物收率.此外,催化剂Pd@PAN-Ad-0.5在偶联反应中具有较高的反应活性的同时,还具有较好的回收使用能力(至少能够回收使用5次),循环使用4次以后还具有较高的催化活性.为了探索催化剂Pd@PAN-Ad-0.5在工业上的应用,由于4'-氯-2-硝基-1,1'-联苯是合成啶酰菌胺药物的重要中间体,因此我们使用催化剂Pd@PAN-Ad-0.5催化2-硝基氯苯与4-氯苯硼酸的偶联反应,目标产物4'-氯-2-硝基-1,1'-联苯的收率高达96%.我们相信这类催化剂应用于实验室或工业上合成联苯化学品具有较大的潜力.     

高分子载钯催化剂对有机锡烷偶联反应的催化性能及结构表征

制备了几种负载型钯催化剂，用于有机锡烷与有机卤化物的偶联反应中，考察了催化剂的使用寿命及载体对催化剂催化活性的影响，通过XPS、XRD、电镜等技术对催化剂进行了表征。结果表明，催化活性中心的质点钯是金属态钯，即催化剂中的钯可以看成是两配位不饱和的，经过氧化加成、金属转换、还原消除过程完成催化反应。     

高分子载体手性催化剂在不对称碳碳键形成中的应用

根据反应类型,综述了近年新发现的用于不对称碳碳键形成中的具有较好催化活性和立体选择性的高分子载体手性催化剂及制备方法.     

ICP-AES法测定钯碳催化剂中钯的不确定度的评定

通过ICP-AES法测定钯碳催化剂中钯的不确定度的评定实践，分析了该方法测定过程的不确定度来源、建立了数学模型并计算了各标准不确定度分量、合成标准不确定度、展伸不确定度等。     

纳米碳纤维负载钯催化剂在Heck反应中的应用——载体相互作用的影响

使用多元醇还原法制备了均匀分散的钯纳米颗粒.将钯纳米颗粒负载于板式、鱼骨式和管式纳米碳纤维,得到稳定、可重复使用的非均相催化剂.实验结果表明,钯纳米胶粒同载体之间的电位差对钯在载体上的负载量、粒子大小以及Heck反应中钯的溶失量有很大的影响.在制备过程中,增加钯纳米胶粒同纳米碳纤维表面的电位差能够大大降低钯在Heck反应中的流失.催化剂的反应活性随钯粒子的增大而降低.     

碳负载钯催化剂对Heck反应的催化性能

研究了钯碳催化剂对芳基卤和取代芳基卤与丙烯酸和苯乙烯的Heck芳基化反应的催化性能.结果表明:在反应温度为80℃、反应时间为8h、四丁基溴化铵(TBABr)作为溶剂和三丁胺作为碱的条件下,钯碳催化剂对不同取代芳基卤与丙烯酸和苯乙烯的Heck芳基化反应具有良好的催化性能,产物收率在80%以上.     

胺作为配体在钯催化偶联反应中应用

对近期我们研究小组及其它研究小组在利用胺作为钯催化偶联反应的配体研究进展进行了总结. 钯/胺作为催化体系主要应用的偶联反应包括: Suzuki-Miyaura交叉反应, Sonogashira交叉反应, Stille交叉反应, Hiyama交叉反应和Heck反应. 研究结果表明胺可以作为价廉和高效的配体促进钯催化交叉偶联反应.