基于1-(2-吡啶甲基)-1,2,4-三唑的金属有机化合物的合成及反应研究(英文)

合成了1-(2-吡啶甲基)-1,2,4-三唑(L)并研究了其与有机锡和羰基钼(钨)的配位反应,合成了通过三唑4位氮原子以单齿形式配位的有机锡衍生物L2SnR2Cl2(R=Me,n-Bu或Ph)和羰基金属配合物LM(CO)5(M=Mo或W),以及N,N螯合双齿配位的四羰基金属配合物LM(CO)4。当用氯化苄处理L时,制得了相应的三唑盐,该盐用氧化银处理后与M(CO)5THF或M(CO)4(NHC5H10)2(NHC5H10为哌啶)反应,得到了基于三唑的氮杂环卡宾衍生物L′M(CO)5和L′M(CO)4(L′=1-(2-吡啶甲基)-4-苄基-1,2,4-三唑-5-碳烯)。X-射线单晶衍射分析表明,在L′M(CO)5中氮杂环卡宾配体L′表现为通过卡宾碳配位的单齿配体;而在L′M(CO)4中,L′表现为通过卡宾碳和吡啶氮原子配位的螯合[C,N]双齿配体。     

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.     

碳水化合物衍生的手性配体——25含碳水化合物单元的膦配体在钯催化的Heck反应中的应用

评价了一种碳水化合物衍生的具有较大立体位阻及较三苯基膦更富电子的膦配体(甲基3-脱氧-3-二苯膦基-4,6-氧-苯次甲基-α-D-吡喃阿卓糖苷,3-MBPA)在Pd催化的Heck反应中的性能.发现在N,N-二甲基乙酰胺溶刺中K2CO3是该催化体系较适合的碱;在该配体的支持下催化剂中钯的用量可低至0.5 mo1%;可催化苯乙烯与带给电子基团的溴代芳烃及带吸电子基团的氯代芳烃发生反应,高产率地生成相应的偶联产物;反应区域选择性表明,Pd(OAc)2/3-MBPA体系在催化苯乙烯与卤代芳烃的Heck反心中并存阳离子催化途径,说明3-MBPA中的氧原了可能也参与配位;同时发现,加入助配体四丁基溴化胺(TBAB)后,可能是Br-参与配位有利于增加中性催化途径的机会而提高了反应区域选择性.     

大位阻、富电子MOP型烷基膦配体在钯催化的1,3-二羰基化合物 α-芳基化反应中的应用

富电子、大位阻MOP型烷基膦配体2-二叔丁基膦-2’-异丙氧基-1,1’-联萘(L1)在钯催化的1,3-二羰基化合物的α-芳基化反应中显示了较好的催化活性. 在这类催化反应中, 碱的选择具有重要的影响: 以K3PO4为碱, Pd(OAc)2/L1催化体系在丙二酸二乙酯的α-芳基化中, 富电子溴代芳烃显示较好的活性; Pd(OAc)2/L1催化的乙酰乙酸乙酯α-芳基化时, 以 K2CO3为碱, 催化体系显示较好的活性, 这个催化体系可控制反应得到α-芳基乙酰乙酸乙酯, 而不是脱乙酰基的产物. 较为惰性的氯代芳烃在Pd(OAc)2/L1的催化下, 也能够跟1,3-二羰基化合物发生α-芳基化反应.     

桥头碳上氮杂芳基功能化的双吡唑甲烷与羰基钨反应

研究了(氮甲基咪唑-2-基)双(3,5-二甲基吡唑)甲烷(L1),2-吡啶基双(3,5-二甲基吡唑)甲烷(L2)及4-吡啶基双(3,5-二甲基吡唑)甲烷(L3)与羰基钨的反应,合成了一系列以单齿,双齿及三齿氮配位的羰基金属衍生物LW(CO)5(L=L1或L3),LW(CO)4(L=L1,L2或L3)和LW(CO)3(L=L1或L2)。核磁,红外及X-射线单晶衍射分析表明这3种配体表现出了可变的配位方式。在LW(CO)5中,当配体为L1时,其倾向于通过咪唑氮与金属配位,而为L3则倾向于利用吡啶氮与金属作用;在LW(CO)4中,配体L1表现为通过咪唑氮和吡唑氮原子配位的[N,N′]双齿配体,而L2和L3表现为通过吡唑氮原子配位的[N,N]双齿配体;在LW(CO)3中,L1和L2起着[N,N,N′]三齿螯合配体的作用。     

钴-膦催化剂生成机理的原位红外光谱研究

用升温升压原位红外光谱法研究了低压一步法制备钴-膦络合物催化剂的反应机理。反应过程中的红外光谱变化表明,首先生成一种膦配位的钴盐,随后钴盐解离,并羰基化生成钴-膦羰基络合物和羧酸。由于羧酸和钴-膦羧基络合物可以构成可逆循环反应,因而阻止了催化剂的分解。在醛化反应条件下,催化剂的主要成份是Co_2/(CO)(PBu_3)_2和HCo(CO)_3PBu_3。考察了温度、压力、氢分压及钴和膦的原子比对反应的影响。     

桥头碳上氮杂芳基功能化的双吡唑甲烷与羰基钨反应（英文）

研究了(氮甲基咪唑-2-基)双(3,5-二甲基吡唑)甲烷(L1),2-吡啶基双(3,5-二甲基吡唑)甲烷(L2)及4-吡啶基双(3,5-二甲基吡唑)甲烷(L3)与羰基钨的反应,合成了一系列以单齿,双齿及三齿氮配位的羰基金属衍生物LW(CO)5(L=L1或L3),LW(CO)4(L=L1,L2或L3)和LW(CO)3(L=L1或L2)。核磁,红外及X-射线单晶衍射分析表明这3种配体表现出了可变的配位方式。在LW(CO)5中,当配体为L1时,其倾向于通过咪唑氮与金属配位,而为L3则倾向于利用吡啶氮与金属作用;在LW(CO)4中,配体L1表现为通过咪唑氮和吡唑氮原子配位的[N,N′]双齿配体,而L2和L3表现为通过吡唑氮原子配位的[N,N]双齿配体;在LW(CO)3中,L1和L2起着[N,N,N′]三齿螯合配体的作用。     

新型手性环状胺膦配体的设计合成及在酮的不对称还原中的应用

新型手性配体的设计合成是不对称催化研究的重要内容,其中手性胺膦配体因同时含有"软"的磷原子和"硬"的氮原子而具有丰富的配位化学性能和优秀的不对称诱导能力.本文总结了本研究组最近设计合成的手性环状胺膦配体的制备、表征及其在铁催化酮的不对称还原中的应用.手性1,2-环己二胺与双(2-甲酰基苯基)苯基膦通过[2+2]环缩合反应能够顺利获得手性22元环的亚胺膦配体21,该配体经Na BH4还原后生成大环胺膦配体22.利用手性大环胺膦配体22与Fe3(CO)12原位生成的催化体系,能够高活性、高对映选择性地实现包括杂环芳香酮在内50多种酮的不对称转移氢化和不对称氢化反应,其S/C(底物与催化剂的摩尔比)最高可达5000:1,产物手性芳香醇的光学纯度高达99%ee.     

双氮席夫碱配体对甲基三氧化铼催化烯烃环氧化反应的影响

 利用 2-吡啶甲醛、6-甲基-2-吡啶甲醛或 6-异丙基-2-吡啶甲醛与对甲基苯胺缩合制得双氮席夫碱配体, 考察了席夫碱配体以及溶剂和温度对甲基三氧化铼 (MTO) 催化不同结构烯烃环氧化反应的影响. 结果表明, 这些席夫碱配体与 MTO 构成的催化剂体系在甲醇溶剂中的催化性能最好, 双氮配体能显著提高环氧化反应的选择性. 当以甲醇为溶剂, 环己烯为底物, 在 –10 oC 反应 12 h 时, 环己烯转化率和环氧化物选择性均可达 100%. 席夫碱的配位能力越强, 越有利于提高环氧化物选择性, 而其配位能力取决于吡啶环中 6-位取代基的电子和立体结构. 给电子能力较强和空间位阻较小的烷基对应的配体的配位能力较强.     

膦配体链长对锚合膦配体修饰的Rh/SiO_2催化剂上氢甲酰化反应性能的影响(英文)

烯烃氢甲酰化反应产物醛是生产多种有机化合物的重要中间体,具有重要的工业价值.均相催化剂具有反应条件温和及催化效率高的优点,因而成为工业应用的主要催化体系,但催化剂分离复杂且昂贵.多相催化剂具有易分离和易回收的优点,但在氢甲酰化反应中的活性和选择性较低,因而大大阻碍了其在工业上的应用.为了得到兼具两种催化剂优点的新型催化剂,人们进行了数十年的研究,均相催化剂多相化便是其中一个研究热点.实现该策略最常用的一个方法是将均相催化剂固载到载体上,以此来达到催化剂易从反应物及产物中分离,同时保有高活性高选择性的目的.通过化学键将金属配合物的配体键合到载体上已经取得了一定的成功,但依然存在着活性组分流失和催化剂失活的问题.本课题组开发了一种锚合膦配体修饰的Rh/SiO_2新型催化剂,在乙烯氢甲酰化反应中表现出卓越的稳定性,反应1000 h后依然没有出现活性下降和组分流失的现象,这是因为配体和活性金属同时被固载在载体SiO_2上.但是由于配体和活性金属都不能自由移动,很多配体不能与金属原子有效接触,起不到配位效应,因而催化剂活性仍不够高.因此,为了提高锚合膦配体修饰的Rh/SiO_2催化剂的活性,我们合成了具有较长链长的膦DPPPTS,并与商业购买的链长较短的膦DPPETS做对比,研究锚合膦配体链长和催化剂活性的关系.使用N_2物理吸附、原位红外光谱(FT-IR)和固体~(31)P核磁共振(NMR)等探讨了膦配体链长影响催化性能的原因.固定床上乙烯氢甲酰化反应结果表明,当膦配体的链长增长一个亚甲基长度后,反应稳定后催化剂的活性提高了一倍以上.N_2物理吸附实验表明,延长配体的链长对催化剂结构性质的影响不大,因而也不会改变反应时的传质.催化剂吸附合成气(CO:H_2=1:1)的原位FT-IR结果表明,不同链长膦配体修饰的Rh/SiO_2催化剂上均原位生成了类似于用于均相氢甲酰化反应的Wilkinson型催化剂的活性物种HRh(CO)_2(DPPPTS)_2[或HRh(CO)_2(DPPETS)_2],以及吸附在Rh上的线式CO.这两种吸附物种均利于氢甲酰化反应的进行,其中以前者活性更好.从原位FT-IR结果同样看出,锚合链长较长的膦配体的催化剂(DPPPTS-Rh/SiO_2)上原位生成的活性物种量更多,因而催化活性更高.固体~(31)P NMR结果表明,催化剂上的膦以自由态的膦(高场峰β)和与Rh配位的膦(低场峰α)两种形式存在.α峰面积和β峰面积之比(r)越高代表与Rh配位的膦配体占总膦量的比例越高.发现DPPPTS-Rh/SiO_2催化剂的r值(1.31)高于DPPETS-Rh/SiO_2催化剂(1.05),即前者与Rh配位生成活性物种的膦配体的比例更高.结合原位FT-IR和固体~(31)P NMR的结果可知,链长较长的DPPPTS更容易与Rh配位,从而生成更多的铑膦配合物活性物种,因而催化剂活性更高.因此,增长锚合膦配体的链长有助于提高其修饰的Rh/SiO_2催化剂的活性.     

含N,P的手性配体与金属Ru配位过程的原位变温31P NMR研究

手性氮、膦配体是一类新型的多齿配位体,可提供氮和膦两种供电子基团;这些氮、膦供电子基团分别作为软、硬供电子体优先与低氧化态的后过渡金属及亲氧的过渡金属螯合. 这类配体有更多的反应特点,它们可以控制目的产物的配位数及立体化学结构,表现出丰富的配位化学性质. 此外,该类配体在不对称催化领域的应用也取得了很好的结果. 所以,近年来手性氮、膦配体的合成,配位化学及催化性质的研究逐渐引起人们的兴趣[1～5]. 对配体与金属配位过程的深入研究,不仅可对配体的配位化学性质有更深刻的了解,而且可为配合物催化性质及催化机理的研究提供十分有用的信息. 本文用原位变温31P NMR方法对配体L1与RuCl2-(p-(I-Pr)C6H4Me)配合物作用形成配合物M1的配位过程进行了研究.     

双功能配体修饰的Ir催化剂在“氢甲酰化-缩醛化”串联反应中的共催化作用

通过对双齿膦配体的单P原子定向甲基化,合成了两种离子型"叔膦-季鏻鎓Lewis酸"双功能配体L2和L3,该类双功能配体分子结构中既含有与过渡金属配位的叔膦基团,又含有具Lewis酸的季鏻鎓基团.研究结果表明,在合成气的体积比(CO/H₂)为4∶1时,双功能配体L2修饰的[Ir(COD)Cl]₂催化剂高效催化烯烃的"氢甲酰化-缩醛化"串联反应,1-辛烯的转化率为98%,缩醛的选择性高达86%,其催化活性好于同等条件下的Rh催化剂.双功能配体L2与[Ir(COD)Cl]₂原位构建的共催化体系的催化效果远优于Ir(I)配合物和季鏻鎓Lewis酸的物理混合;同时还表现出较好的底物普适性.此外,由于双功能配体L2的高极性,其修饰的Ir催化剂可以顺利实现与正己烷溶液的分离,从而实现催化剂的回收循环使用.     

含氮氧阴离子螯合配体的铑络合物的常压氢甲酰化催化性能

铑膦络合物是最常用的烯烃氢甲酰化反应的催化剂,目前改进这类催化剂的活性和选择性大多从选用新型膦配体着手,而很少研究改变铑络合物本身的配位环境.Rh(acac)(CO)_2等一价铑络合物是人们熟知的氢甲酰化催化剂,而类似结构的Rh(ON)(CO)_2型络合物(ON为氮氧阴离子配体)催化剂则尚未见报道.本文研究了Rh(ON)(CO)_2与膦配体组成的体系在常压下对烯烃氢甲酰化反应的催化作用.所用三种Rh(ON)(CO)_2型络合物的结构如下:     

新型富勒烯膦金属配合物的合成

用配体取代法合成了新型富勒烯膦金属配合物——C60.双(二苯基膦)戊烷合钯[C60Pd(dpppe),1],其结构经UV-Vis,IR,XPS及元素分析表征。在1的分子结构中,C60以σ-π配位方式与Pd配位,形成新型的η2-C60双齿膦金属配合物。     

含全碳和多炔阴离子配体的银簇化合物的超分子组装及其结构研究

总结了我们在新型炔银簇化合物研究方面的最新进展. 这些化合物分为以下几种类型: (a)1,3,5-己三炔基和1,3,5,7-辛四炔基; (b)1,5-己二炔基; (c)经膦酸配体组装的乙炔基和烷基乙炔基; (d)苯乙炔基、 环烷基乙炔基和含氮杂环基乙炔基结构单元的银簇化合物; (e)经不同类型的银-碳配位键连接, 并进一步通过分子内/分子间作用力稳固其配位网络的炔银化合物. 我们还进一步讨论了溶剂、 配体的位阻大小和辅助配体类型对于多维配位网络结构的影响.     

加压原位红外光谱法研究YCCo_3(CO)_9的热稳定性及其对1-己烯的醛化机理

用加温加压原位红外光谱法研究了YCCo_3(CO)_(?)(Y=H,C_3H_7,Ph,Cl)在低压醛化条件下的热稳定性及对1-己烯的醛化机理。升温过程中的光谱变化指出,这些簇在130℃,4.0MPa的合成气压力下至少部分分解生成Co_2(CO)_(?),最后降解为HCo(CO)_4。通过对1-己烯的醛化反应研究发现,该簇络合物对1-己烯的醛化反应机理相应於Co_2(CO)_(?)的反应机理。Y的电子效应对簇的稳定性有一定影响并进而影响其催化活性。     

多吡唑烷配体与(CH3CN)2Mo(Cl)(CO)3(GeCl3)取代反应的研究

通过多吡唑烷配体与(CH3CN)2Mo(Cl)(CO)3(GeCl3)中乙腈配体的取代反应,合成了含多吡唑烷配体的Mo-Ge双核金属化合物.多吡唑烷配体环上3,5位取代基的立体位阻以及4位取代基的电子效应均影响其配位能力.通过元素分析、1H NMR、IR和MS谱表征了所有新化合物的分子结构.     

手性配体2,5-二(4,5-蒎烯-2-吡啶)吡嗪及其铼配合物的合成与表征

本文报道了手性配体2,5-二(4,5-蒎烯-2-吡啶)吡嗪(L)及其铼配合物[Re(CO)3Cl(L)].DMF的合成与表征。X射线单晶衍射分析表明配体L晶体为单斜P21空间群,而配合物[Re(CO)3Cl(L)].DMF晶体为正交P212121空间群。配合物[Re(CO)3Cl(L)].DMF中铼原子与配体中的2个氮原子、3个羰基中的碳原子以及1个氯原子配位。CD谱和VCD谱测试表明,配体和配合物都表现出光学活性。受光激发时,配体和配合物分别在420和650 nm处发光。配体和配合物都具有二阶非线性光学性质,其二阶非线性光学效应分别为尿素的0.4和0.3倍。     

己烯氢羧基化反应中钯膦催化剂作用机理的原位红外光谱研究

用原位红外光谱研究了在合成气压力下钯-膦催化剂(PdCl2(PPh3)/PPh3和2-乙基己醇存在下己烯的氢羧基化.结果表明羰基钯中间体最先形成并和醇反应形成氢羧基化钯.然后是连续地进行烯烃插入,羰基配位和醇解得到酯,并重新生成(R'O)Pd(CO)(PPh3)2中间体.     

高效可循环离子型钯配合物催化羰化Sonogashira反应

炔酮类化合物作为一类具有生物活性的分子,是天然产物全合成中构建杂环类化合物的重要中间体.炔酮类化合物的传统合成方法是通过过渡金属催化金属有机炔烃和酰氯的交叉偶联,但存在酰氯本身稳定性和底物官能团耐受力较差的缺点.近年来,钯催化的羰化Sonogashira反应(末端炔烃和芳基卤化物与CO的偶联反应)成为合成炔酮类化合物更为直接和有效的方法,其中与钯中心原子配位的配体的电子效应和空间效应可显著调控钯配合物的催化性能.但均相钯催化的羰化Sonogashira反应体系存在催化剂流失、分离困难和难以循环使用的问题.我们以2-(1-咪唑基)噻唑为母体分子,合成了具有P,S,N杂合配体特征的配体L1,同时将配体L1通过与MeOTf的季铵化反应得到相应的离子型膦配体L2.在此基础上,利用L1和L2与过渡金属中心的配位作用合成相应的钯配合物1A和2A.由于L1和L2中含有多种不同配位能力的配体(P-配体,S-配体和/或N-配体),故通过N/S杂原子对Pd-中心原子的协同弱配位作用,可以调变相应钯配合物对羰化Sonogashira反应的催化性能.另外,2A中具有强吸电子效应的正电荷的存在,使其结构和催化性能也必然不同于中性配合物1A.实验结果表明,在温和的反应条件(90℃,lh,CO压强1.0 MPa)下,对于碘苯和苯乙炔的羰化Sonogashira偶联反应,1A体现出优于2A的催化性能,TOF值达到840 h-1;但反应温度提高到120℃时,1A的TOF高达3560 h-1,2A的TOF为2960 h-1.与L1的2JP-Se=744 Hz相比,L2的2JP-Se=768 Hz,说明L2中具有吸电子效应的正电荷的存在降低了相应P原子的σ给电子能力(2JP-Se数值越大,相应膦配体的6给电子能力越弱);同时,1A中具有弱配位能力的N配体的缺失削弱了配体对Pd活性中心的稳定作用.在底物普适性研究中发现,4-硝基溴苯在相同反应条件下几乎得不到羰化Sonogashira偶联产物.而将反应体系中的CO换为同样压强下的N2,却可以顺利实现Sonogashira偶联反应.我们推测,在CO氛围下形成的pd0-CO活性物种(与N2氛围下形成的Pd0活性物种相比)具有相对较低的对底物的氧化加成能力.离子型钯配合物2A的优势在于,当将其与室温离子液体[Bmim]PF6(溶剂)结合使用,在2A催化碘苯与苯乙炔的羰化Sonogashira偶联反应过程中,循环使用8次催化性能没有明显下降.