镍催化丁二烯、亚胺和烯基硼酸的三组分偶联反应（英文）

发展了一种镍催化的烯基硼酸、亚胺和1,3-丁二烯的三组分偶联反应,用于高效合成含有1,4-二烯结构的高烯丙基胺类化合物.该反应的原料均简单易得,其中1,3-丁二烯是大宗化工产品.该过程实现了少有报道的1,3-丁二烯的1,4-双碳化反应.反应以优秀的区域选择性和立体选择性,高收率地合成了一系列(E)-高烯丙基胺产物,简单温和、无外加碱的反应条件使该方法具有广泛的底物范围和优秀的官能团兼容性.     

对称桥头二取代金刚烷衍生物的合成

以易得的1-金刚烷甲酸为原料, 合成了一系列对称桥头二取代金刚烷衍生物. 由1-金刚烷甲酸经Koch-Haaf羰基化反应得到1,3-金刚烷二甲酸(1); 化合物1经还原得到1,3-金刚烷二甲醇(2); 化合物2在HBr-ZnBr₂体系中经溴代反应得1,3-二(溴甲基)金刚烷(3); 同时经Apple-Lee反应将化合物2转化得到1,3-二(氯甲基)金刚烷(4). 采用红外光谱和核磁共振氢谱等手段表征了产物的结构, 提出了可能的反应机理, 并对合成条件进行了优化.     

钯催化 1,3-丁二烯羧酯化合成 3-戊烯酸甲酯

 以 1,3-丁二烯、CO 和甲醇为原料, 进行羧酯化反应合成 3-戊烯酸甲酯是 Altam 路线生产己内酰胺绿色工艺的关键步骤. 将 Pd 与三齿 N-杂环配体或双膦配体组成的催化体系用于 1,3-丁二烯的羧酯化反应中, 其中乙酸钯/2,6-二 (3,5-二甲基吡唑基) 吡啶催化剂表现出中等的催化活性, 在 150 ºC, p(CO) = 6.0 MPa 的优化条件下反应 6 h, 1,3-丁二烯转化率为 78.8%, 3-戊烯酸甲酯选择性达 92.2% (TON = 226); 而乙酸钯/2,2?-二 (二苯基膦基) 苯醚催化体系的活性更高, 在优化反应条件下, 1,3-丁二烯转化率达 90.4%, 3-戊烯酸甲酯选择性为 91.6% (TON = 181). 在 200 ºC 及类似的羧酯化反应条件下, 1,3-丁二烯发生二聚反应, 其转化率为 99% 以上, 二聚产物 4-乙烯基-1-环己烯选择性高于 96%.     

1,3-丁二烯选择性加氢催化剂的设计策略以及构效关系

催化裂化是石油化工的核心单元之一.从催化裂化尾气中分离出来的碳四馏分富含许多的不饱和烯烃,如1-丁烯、顺、反式-2-丁烯以及少量的1,3-丁二烯,这些不饱和烯烃可以通过后续聚合反应,生成合成橡胶和工程塑料的重要原料,具有重要的应用价值.上述工艺过程对原料中1,3-丁二烯的含量(<100~200 ppm)有严苛的要求.采用选择性加氢技术对碳四馏分中的1,3-丁二烯进行选择性加氢,将其转化为更高附加值的单烯烃是一个理想的解决方案.然而,1,3-丁二烯加氢反应得到的单烯烃可能发生深度加氢得到副产物丁烷.因此,开发高效选择性加氢催化剂对碳四资源的利用具有重要的现实意义.另一方面,1,3-丁二烯加氢反应可以作为模型反应,用来考察选择性加氢催化剂的性能.基于此,该反应无论在工业界还是学术界均受到广泛关注.尽管如此,有关1,3-丁二烯加氢催化剂研究进展方面的综述极少.仅有关于1,3-丁二烯加氢作为模型反应的综述报道.本文对过去半个世纪以来1,3-丁二烯加氢反应中不同催化剂的发展历程进行系统综述,特别是包括Pd,Pt和Au等的单一贵金属催化剂.重点介绍以下内容:(1)固体催化剂构效关系,包括活性金属尺寸效应、晶面和形貌效应以及载体效应(晶相、孔道和酸碱性);(2)高性能催化剂的设计新策略,如单原子催化剂、核壳结构催化剂、金属-离子液复合催化体系以及载体的形貌调控;(3)催化剂的反应机理和失活机理.提出了1,3-丁二烯选择性加氢高性能催化剂开发面临的挑战,并对潜在的发展方向进行了展望.本文认为随着纳米技术和金属纳米材料合成方法的快速发展,对贵金属活性组分进行原子层面上的调控(包括形貌、尺寸以及单原子配位环境等)已成为可能.这将有助于研制出一类新型高性能选择性加氢催化材料,从而实现高转化率条件下高附加值单烯烃的定向转化.此外,载体的酸碱性和孔道结构的调控有助于进一步调节催化剂的抗积炭性能,也是未来发展的一个重要方向.     

镍催化的丁二烯、醛、炔和氢氯二茂锆的多组分偶联反应合成1,4-二烯

1,4-二烯结构广泛存在于一系列具有生物活性的化合物分子中,其构建是有机合成中的重要研究领域之一.使用简单易得的原料合成1,4-二烯具有重要的研究意义.发展了镍催化的1,3-丁二烯、醛、炔和氢氯二茂锆的多组分偶联反应,用于高效合成1,4-二烯产物.该反应的原料均简单易得,其中1,3-丁二烯更是大宗化工产品.通过简单的炔...     

1,3-丁二烯选择性加氢催化剂的设计策略以及构效关系

催化裂化是石油化工的核心单元之一.从催化裂化尾气中分离出来的碳四馏分富含许多的不饱和烯烃,如1-丁烯、顺、反式-2-丁烯以及少量的1,3-丁二烯,这些不饱和烯烃可以通过后续聚合反应,生成合成橡胶和工程塑料的重要原料,具有重要的应用价值.上述工艺过程对原料中1,3-丁二烯的含量(<100~200 ppm)有严苛的要求.采用选择性加氢技术对碳四馏分中的1,3-丁二烯进行选择性加氢,将其转化为更高附加值的单烯烃是一个理想的解决方案.然而,1,3-丁二烯加氢反应得到的单烯烃可能发生深度加氢得到副产物丁烷.因此,开发高效选择性加氢催化剂对碳四资源的利用具有重要的现实意义.另一方面,1,3-丁二烯加氢反应可以作为模型反应,用来考察选择性加氢催化剂的性能.基于此,该反应无论在工业界还是学术界均受到广泛关注.尽管如此,有关1,3-丁二烯加氢催化剂研究进展方面的综述极少.仅有关于1,3-丁二烯加氢作为模型反应的综述报道.本文对过去半个世纪以来1,3-丁二烯加氢反应中不同催化剂的发展历程进行系统综述,特别是包括Pd,Pt和Au等的单一贵金属催化剂.重点介绍以下内容:(1)固体催化剂构效关系,包括活性金属尺寸效应、晶面和形貌效应以及载体效应(晶相、孔道和酸碱性);(2)高性能催化剂的设计新策略,如单原子催化剂、核壳结构催化剂、金属-离子液复合催化体系以及载体的形貌调控;(3)催化剂的反应机理和失活机理.提出了1,3-丁二烯选择性加氢高性能催化剂开发面临的挑战,并对潜在的发展方向进行了展望.本文认为随着纳米技术和金属纳米材料合成方法的快速发展,对贵金属活性组分进行原子层面上的调控(包括形貌、尺寸以及单原子配位环境等)已成为可能.这将有助于研制出一类新型高性能选择性加氢催化材料,从而实现高转化率条件下高附加值单烯烃的定向转化.此外,载体的酸碱性和孔道结构的调控有助于进一步调节催化剂的抗积炭性能,也是未来发展的一个重要方向.     

一氧化碳参与不饱和烃类化合物羰基化反应的研究进展

不饱和烃类化合物的羰基化反应是指在过渡金属催化剂存在条件下, 将一氧化碳(CO)分子以羰基的形式插入到烯烃(或者炔烃)与不同的亲核试剂中, 合成更高附加值化学品的转化过程. 本文综合评述了羰基化反应合成高附加值化学品的重要性, 介绍了几种不同类型的羰基化反应(氢甲酰化反应、 氢酯化反应、 氢酰胺化反应和氢羧基化反应)在发展新型催化剂体系及高效合成目标产物方面的研究进展, 并对羰基化反应存在的问题及未来发展方向和趋势进行了展望.     

一锅两步法合成1,4-二芳基取代-1,3-丁二烯类化合物

1,3-共轭烯烃不仅是有机合成不可或缺的原料或中间体,许多聚合物、天然产物和具有生理活性化合物的核心骨架都含有1,3-丁二烯结构单元.简便而有效的1,3-共轭烯烃合成方法一直是化学家们感兴趣的研究课题,在已有共轭烯烃的合成方法中,钯催化烯基卤与端烯的Heck交叉偶联反应占据了主要地位.最近,简单化合物的"一锅法"串联反应构建碳碳键具有操作及反应后处理简单、原子经济性高等优点而备受关注.以价廉易得端炔和联硼酸频哪醇酯为原料,在碱催化下进行硼氢化反应生成烯基硼酸频哪醇酯,这一中间体无需分离纯化,在Pd(OAc)_2和碱的作用下实现一锅串联反应得到目标产物1,4-二芳基取代-1,3-丁二烯化合物,所有化合物的结构用~1HNMR和~(13)CNMR进行表征,该一锅串联法合成途径简捷,反应条件温和,为共轭烯烃化合物合成提供了简便的途径.     

含噻吩基的三硅烷在辐照下的反应

通过类似的格氏反应合成了2-苯基-2-呋喃基六甲基三硅烷和2-苯基-2-噻吩基六甲基三硅烷.前者在2,3-二甲基-1,3-丁二烯存在时的光解导致正常的硅烯-烯烃加成和硅烯C-H插入反应.而噻吩基三硅烷在甲醇一环乙烷体系中被光解,产生自由基反应,我们怀疑噻吩中的硫原子对硅烷自由基有强烈的稳定作用.通过对典型的自由基反应产品的鉴定以及它的用自由基猝灭剂的猝灭产品的电子自旋共振谱也支持了这一结果.     

聚合级丁二烯-1，3中痕量丁二烯-1，2的二次气相色谱测定

在使用瑞翁法由裂解碳四抽提生产聚合级丁二烯-1,3过程中,由于裂解碳四中含有少量丁二烯-1,2,所以在产品丁二烯-1,3中必然有痕量丁二烯-1,2存在。丁二烯-1,2的存在有可能影响丁二烯-1,3的聚合过程,从而影响顺丁橡胶质量。但是,在使用癸二腈色谱柱分离丁二烯-1,3和丁二烯-1,2时,由于丁二烯-1,2和丁二烯-1,3性质相近而沸点稍高(前者为10.8℃,后者为-4.4℃),所     

2-氯烟酸的合成工艺改进

以1,1-二乙氧基乙烷为起始原料,与Vilsmeier试剂反应制得3-二甲胺基丙烯醛(3);3与氰基乙酸乙酯缩合制得1-氰基4-二甲氨基-1-乙氧酰基-1,3-丁二烯(4);4经一锅法环合及水解两步反应合成了2-氯烟酸,总收率62%.其结构经1H NMR表征.     

区域选择性羰基化反应研究进展

羰基化反应是指在催化剂存在的条件下,将羰基(C=O)引入到底物分子(如不饱和烃、烷基卤化物、醇、胺等)中的转化过程.羰基化反应是制备羰基化合物的重要途径,能提供高附加值、高纯度的含羰化合物.我们首先综述了羰基化反应的发展历史,随后介绍了氢甲酰化反应、氢羧基化反应、氢酯化反应、胺羰基化反应等几类羰基化反应,尤其重点关注这几类反应区域选择性调控手段.最后对区域选择性羰基化反应未来发展方向和趋势进行了展望.     

三组分反应高效合成螺[环戊烷-1,3'-吲哚啉]衍生物（英文）

烷基异氰酸酯、丁炔二酸二酯(丙炔酸酯)和3-苯甲酰亚甲基-2-吲哚酮在甲苯中回流反应,高产率地生成螺[环戊烷-1,3'-吲哚啉]衍生物.然而,含有游离氨基的3-苯甲酰亚甲基-2-吲哚酮参加反应时,未取代的氨基可与另一分子丁炔二酸二酯及烷基异氰酸酯继续反应形成含有氨基取代的氮杂-1,3-二烯支链的螺[环戊烷-1,3'-吲哚啉]衍生物.另一方面,3-芳亚甲基吲哚-2-酮参与三组分反应时,仅有游离氨基参与反应,生成2-(2-氧吲哚-1-基)-3-[(烷基亚氨基)亚甲基]丁酸酯.发现两种游离氨基参与多组分反应时,分别形成了含有C2-取代的1-氮杂-1,3-丁二烯(C=C—C=NR)和C4-取代的1-氮杂-1,2-丁二烯(C—C=C=NR)结构单元的吲哚酮衍生物.     

萘锂还原二苯乙炔反应用于构建π-电子体系

萘锂用于二苯乙炔的还原时,依据二苯乙炔与萘锂的摩尔比,可产生1,2-二锂-1,2-二苯乙烯(1)和1,4-二锂-1,2,3,4-四苯基-1,3-丁二烯(2)两种反应中间体。通过选择不同的亲电试剂与相应的中间体反应,合成了一系列包括2,3,4,5-四苯基硅杂环戊二烯衍生物、多芳基取代乙烯/二烯类衍生物,以及含氟芳香并苯类化合物等的π-电子体系化合物。对所得的各新化合物进行了详细表征,并测定了部分化合物的单晶结构。     

反,反-1,4-二苯基-1,3-丁二烯电子转移光氧化反应中的盐效应

本文研究了在二氟甲烷中9,10-二氢基蒽(DCA)敏化光氧化反,反-1,4-二苯基-1,3-丁二烯(DPB)反应中四氟硼酸四正丁基铵盐的作用,认为四极铵盐能促进激基复合物的解离,增加电荷分离,加速反应的进行并影响产物的分布。本文还讨论了盐效应对电子转移光化学反应中机理研究的作用及在合成应用中的可能性。     

Y型三苯胺生色分子的二阶极化率

通过Knoevenagel反应合成了3个Y型三苯胺生色分子N,N-二{4-[2-(2-苯并噻唑基)乙烯基]苯基}苯胺(BBtVPA)、N,N-二{4-[1-(2-苯并噻唑基)-1,3-丁二烯-4-基]苯基}苯胺(BBtBPA)和N,N-二{4-[1-(2-二氰基甲叉-3-氰基-5,5-二甲基-2,5-二氢-4-呋喃基)-1,3-丁二烯-4-基]苯基}苯胺(BCfBPA), 以及4个一维偶极分子4-[2-(2-苯丙噻唑基)乙烯基]-N,N-二苯基苯胺(BtVPA)、1-(2-苯并噻唑基)-4-[4-(N,N-二苯基)氨基]苯基-1,3-丁二烯(BtAPB)、1-[(2-二氰基甲叉-3-氰基-5,5-二甲基-2,5-二氢)-4-呋喃基]-4-[4-(N,N-二苯基氨基)]苯基-1,3-丁二烯(CfAPB)和4-[2-(2-二氰基甲叉-3-氰基-5,5-二甲基-2,5-二氢呋喃-4-基)乙烯基]-N,N-二苯基苯胺(CfVPA). 测定了生色分子的紫外吸收和荧光性质, 在二氯甲烷中, Y型分子BBtVPA, BBtBPA和BCfBPA的最大吸收波长分别为425, 443和613 nm, 比偶极分子红移了约30 nm, Y型分子BBtVPA和BBtBPA的最大荧光发射峰分别位于516和558 nm, 比偶极分子稍有红移. 根据双能级模型理论, 用溶致变色法测定了生色分子的二阶非线性极化率(β), Y型分子BBtVPA, BBtBPA和BCfBPA的β0分别为40×10-30, 64×10-30和238×10-30 esu, 比相应的偶极分子分别提高了0.9~2.8倍. 结果表明, 提高吸电子基团强度, 增大共轭体系有助于获得更大的β值.     

C59XH（X=N,B）与1,3-丁二烯Diels-Alder环加成反应的区域选择性

应用半经验的AMI和密度泛函B3LYP/6-31G*方法对1,3-丁二烯与C59XH(X=N,B)Diels-Alder环加成反应的区域选择性进行理论研究,选择一些有代表性的C59XH(X=N,B)的6-16键探讨环加成反应的机理.1,3-丁二烯与C59NH进行的Diels-Alder反应,随着加成位置远离C59NH的N原子,活化能越来越低,但都比1,3-丁二烯与C60相应反应的活化能高.与此相反,对于1,3-丁二烯与C59BH进行的环加成反应.加成位置最靠近B原子的2,12/r-和2,12/f-过渡态的势垒最低,并且比1,3-丁二烯与C60进行环加成反应的活化能约低18 kJ·mol-1,其产物也是热力学最稳定的.与C60相应的反应相比,C59NH和C59BH中N和B原子不同的电子性质对其邻位双键进行Diels-Alder环加成反应的活性产生了不同影响,前者使反应活性降低,后者使反应活性增强.     

1,3-二叔丁基-5,5-二硝基嘧啶烷的合成机理研究

1,3-二叔丁基-5,5-二硝基嘧啶烷(3)是混合炸药含能增塑剂1,3,5,5-四硝基-1,3-二氮杂环环己烷的关键硝化前体.通过研究3的合成反应机理,目的是为制备1,3,5,5-四硝基-1,3-二氮杂环环己烷的工艺优化提供理论依据.以2,2-二硝基-1,3-丙二醇(1)、甲醛和叔丁胺为原料,通过Mannich缩合反应得到1,3-二叔丁基-5,5-二硝基嘧啶烷.采用同位素示踪技术以及分离关键中间体对反应机理进行推测.以氘代甲醛、1和叔丁胺缩合得到氘标记的3,1HNMR和MS分析结果表明:在反应过程中1首先解离生成偕二硝基甲烷和甲醛,小分子碎片随机组合生成了3.分离出了关键中间体1-叔丁氨基-2,2-二硝基乙烷.根据所获得的证据,推断了3的合成反应机理.     

1,3－取代方酸衍生物的光谱研究及二聚体、簇集体的形成

本文合成了1,3-取代方酸衍生物:1,3-双[4-二甲胺苯基]-2,4二羟基环丁二烯氢氧双内盐(DMCS),1,3-双[4-双十六烷胺苯基]-2,4二羟基环丁二烯氢氧双内盐(DHCS).研究了DMCS和DHCS在不同溶剂中的光物理行为,估算了DMCS、DHCS的基态与激发态之间偶极矩差值。在CTAB胶束中,除DMCS单体分子外,DMCS形成了二聚体。在二氧六环-水体系中,研究了DHCS的簇集行为,并测定了DHCS的临界簇集组成(C_ψ)及临界簇集浓度(C_A)。     

生物介质葡萄糖酸水溶液中5,5-(苯基亚甲基)双(2,2-二甲基二噁烷-4,6-二酮)衍生物的有效合成

在生物介质葡萄糖酸水溶液中,以芳香醛和2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4,6-二酮为原料,40℃合成了6种5,5-(苯基亚甲基)双(2,2-二甲基-1,3-二噁烷-4,6-二酮)衍生物.该反应具有收率高(81%~92%)、反应温和、操作简单及环境友好等优点.此外,葡萄糖酸溶液还可重复使用.