铑/双膦配体催化均相内烯烃氢甲酰化反应的研究进展

烯烃氢甲酰化反应是工业上合成醛的重要方法.由于双膦配体良好的配位能力,形成的铑配合物有很好的催化活性,在内烯烃氢甲酰化反应中,可以有效地提高直链醛选择性.本文系统地综述了近年来双膦配体铑配合物催化均相内烯烃氢甲酰化反应的研究进展,讨论了双膦配体结构对催化剂活性和生成直链醛选择性的影响.     

有机膦配位催化剂结构与活性的关系 Ⅱ.配位体调变效应的加压原位红外光谱研究

应用加温加压原位红外光谱技术，考察了７种不同结构的有机膦配位体的电子授予能力、钴－膦羰基配合物的稳定性及其烯烃氢甲酰化催化活性等三者之间的关系．结果表明，配位体的电子授予能力强，则钴－膦羰基配合物的稳定性好，烯烃氢甲酰化活性亦高；反之亦然．对于烯烃氢甲酰化制脂肪醇的钴－膦催化剂，选择配位能力较强的三烷基膦类型的配位体较为适宜．     

铑催化的烯烃不对称氢甲酰化反应研究进展

烯烃的氢甲酰化反应是工业上最重要的均相催化反应之一,而通过烯烃的不对称氢甲酰化反应合成光学活性醛,对于药物、农药、香料和天然产物合成方面具有重要的意义.近年来,由于铑与膦配体形成的络合物在催化烯烃的不对称氢甲酰化反应中具有反应活性高、选择性好等优点而引起广泛关注.通过调控铑络合物中手性膦配体的电子与立体化学环境,已经成为实现不对称氢甲酰化反应高活性和高选择性最主要的方法.主要介绍了近期在铑催化的不对称氢甲酰化反应研究方面取得的进展,重点介绍几类代表性的手性膦配体在此类反应中的应用.     

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:     

铑螯合物对苯乙烯氢甲酰化的催化作用

合成了螯合物二羰基邻氨基苯酚铑、二羰基(8-羟基喹啉)铑和二羰基亮氨酸铑,在常压、60℃下研究了其对苯乙烯氢甲酰化的催化作用.催化活性及选择性与氮氧螯合配体和外加膦配体结构有关,在双齿膦配体存在下,催化活性和选择性较高,膦铑比增大一般可使初活性降低,但转化率提高,而膦铑比对区域选择性影响很小.二羰基亮氨酸铑既表现出较好的活性和选择性,又可作为苯乙烯氢甲酰化手性催化剂,旋光产率9.5％.苯乙烯氢甲酰化的化学选择性均达100％.     

有机膦配位催化剂结构与活性的关系

应用加温加压原位红外光谱技术，考察了７种不同结构的有机膦配位体的电子授 能力，钴－膦基配合物的稳定性及其烯烃氢甲酰化催化活性等三者之间的关系，结果表明，配位体的电子授予能力强，则钴－膦的的稳定性好，烯烃氢甲酰化活性亦高；反之亦然，对于烯烃氢甲酰化制脂肪醇的然－膦催化剂，选择配位能力较强的三烷基膦类型的配位体较为适宜。     

双亚磷酸酯和双膦混合配体在丁烯氢甲酰化反应中的应用研究

考察了双亚磷酸酯配体Bisphosphite 1、Bisphosphite 2及双膦配体DPPE、DPPP、DPPB、BISBI在丁烯氢甲酰化反应中的反应活性和选择性,并对双亚磷酸酯配体和双膦配体进行混合,应用到丁烯氢甲酰化反应当中,对混合配体进行筛选发现Bisphosphite 1与DPPB混合配体的反应效果最佳,明显提高了1-丁烯氢甲酰化产物醛的正异构比,并通过31P NMR等方法推测了混合配体与铑配位的关键配合物中间体.通过正交实验优选了铑催化剂浓度、Bisphosphite 1浓度与DPPB浓度,其优化的催化剂配方对1-丁烯氢甲酰化的正异构比达到76.3,平均TOF 1821 h-1.     

4,4'',6,6''-四甲氧基-2,2''-二(二苯膦基)-1,1''-联吡啶(P-Phos)铑配合物催化苯乙烯不对称氢甲酰化反应

不对称氢甲酰化反应是以烯烃为原料制备光学活性醛的一种简便有效方法,所获得的光学活性醛则是合成手性药物、农药和食品添加剂等高附加值产物的重要中间体[1],不对称氢甲酰化反应中使用的膦配体在溶液中通常都对氧气非常敏感,少许的氧气就会导致反应活性和对映选择性的大幅降低[2],所以要求实验操作条件非常苛刻。本文报道双膦配体(R) P Phos[4,4’,2’,6,6’ 四甲氧基 2,2’ 二(二苯膦基) 1,1’ 联吡啶]和催化剂前体Rh(acac)(CO)2原位形成的催化剂对苯乙烯不对称氢甲酰化反应的催化性能。考察了反应温度、压力、膦/铑比等对反应的…     

钌钴簇合物[C_6H_5CH_2Me_3N][RuCo_3(CO)_(12)]对某些烯烃氢甲酰化反应的催化作用

过渡金属的羰基原子簇合物作为重要的催化剂,广泛应用于烯烃异构化、加氢、氢甲酰化、甲醇同系化等催化反应中。异核过渡金属簇十二羰基三钴(钅了)、十二羰基三钴铁及九羰基三钴均属于同一类型的簇合物,即类似四面体结构。     

提高三正丁基膦合成收率方法的研究

过渡金属钴-羰基-烷(芳)膦络合物催化烯烃-1低压氢甲酰化合成丁(辛)醇的新工艺路线,近年来获得了迅速的发展。但是,仍需要进一步解决降低成本、提高活性、改进分离、便于循环、弄清机理、消除沉积等一系列问题。三烷(芳)膦配位体合成方法的改进与研究,极为有益。目前,三正丁基膦(n-Bu_3P)的合成主要是乙醚溶剂中的格氏试剂法,其原理为     

两相催化体系中长链烯烃氢甲酰化反应研究：—阳离子胶束的动力学作用机理

研究了以水溶性铑－膦配合物RhCl(CO)(TPPTS)2为催化剂,三苯基膦三磺酸钠（TPPTS）为配体,在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）存在下,水／有机物两相催化体系中,1－十二烯甲酰化反应与CTAB浓度的关系,为了进一步揭示阳离子表面活性剂在该反应体系中的动力学作用机理,分别应用分光光度法和光散射法,测定了1－十二烯在CTAB胶束中的增溶曲线和铑民位催化剂、配体TPPTS和1－十二烯对CTAB胶束摩尔质量的影响,结果表明,阳离子表面活性剂对长烯烃烯氢甲酰化两相催化反应具有加速作用,可能是由于;（1）催化剂及配体吸附于胶束界面并富集;（2）烯烃增溶于胶束内核,容易与催化活性物种发生配位反应。     

新型表面活性膦在长链烯烃氢甲酰化反应中的助催化作用

 考察了新型表面活性膦配体DPPTS(对-十二烷基苯基二苯基膦的磺酸钠盐)和OPPTS(对-辛基苯基二苯基膦的磺酸钠盐)在铑络合物催化的水/有机两相长链烯烃氢甲酰化反应中的助催化作用. 在催化烯烃氢甲酰化反应时,观察到烯烃与膦配体之间有一定的链长匹配效应; 含DPPTS的催化剂体系在低膦/铑比条件下表现出比含表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和水溶性配体三苯基膦三磺酸钠的催化剂体系高得多的催化活性,而且铑流失到有机相极少,仅为加入总铑量的0.8%. 这种亲水基团和磷原子处于碳链同一端的表面活性膦配体比文献报道的亲水基团和磷原子分别处于碳链两端的表面活性膦配体具有更好的助催化活性.     

铑钴四核簇合物的合成表征及其对苯乙烯的氢甲酰化反应性能的研究

研究表明，含有铑原子的异多核过渡金属羰基簇合物在一些催化反应中具有好的催化活性；有机膦是比羰基配位能力更强的一类配体，与簇合物中的金属配位后可使簇合物更趋稳定．过渡金属羰基簇合物骨架在催化反应过程中是否能够保持完整性一直是簇合物催化研究领域中的问题之一．为此，我们合成了标题簇合物2(n=1)和3(n=2)，     

水溶性铑膦配合物催化烯烃氢甲酰化反应研究进展

 水/有机两相体系中水溶性铑膦配合物催化的烯烃氢甲酰化反应由于具有环境友好和催化剂容易分离等优点而受到广泛关注. 其中水溶性催化剂体系已经用于丙烯氢甲酰化反应制备丁醛的工业化生产. 然而, 长链烯烃在含有催化剂的水相中溶解性较差, 反应速率较慢. 综述了有关加速水/有机两相体系中长链烯烃氢甲酰化反应的方法和进展, 包括使用具有表面活性的膦配体, 以及在催化体系中添加环糊精和表面活性剂等促进剂. 另外, 还讨论了有关内烯烃氢甲酰化反应和提高直链醛选择性的方法.     

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.     

膦配体修饰的Rh／SiO2用于3-戊烯酸甲酯氢甲酰化反应

制备了膦配体修饰的Rh/SiO2多相催化剂(L-Rh/SiO2),该催化剂在内烯烃氢甲酰化制备正构醛反应中表现出了高活性和高区域选择性,而且在高压釜反应器中可以通过简单的过滤与产物分离.通过使用不同的单齿和螯合双齿膦配体考察了配体的电子及空间效应对L-Rh/SiO2催化剂催化性能的影响。     

两相催化体系中双子表面活性剂对1-十二烯氢甲酰化反应的促进作用

报道了水溶性铑膦配合物组成的复合催化体系催化1-十二烯氢甲酰化反应中,双子表面活性剂[二溴化-(N,N,N′,N′-四甲基)-N,N′-二(十六烷基)-乙二铵]形成胶束的助催化作用.结果表明,在水/有机两相中,双子表面活性剂比单链表面活性剂CTAB具有更好加速催化反应的作用,并使烯烃氢甲酰化的区域选择性显著提高.这归因于双子表面活性剂有较低的cmc,可形成更加紧密规整的胶束结构,有利于增溶在胶束中的烯烃与铑催化剂配位和生成正构醛.     

含烯烃配体的过渡金属卡宾配合物的研究 ⅩⅢ.π-环戊二烯基(二羰基)(芳酰基)铁配合物的新合成法及其晶体结构

不同环多烯配位的羰基铁化合物与亲核试剂芳基锂在低温下反应后再用鎓盐(Et_3OBF_4)烷基化,得到完全不同的产物.例如,环辛四烯-和1,3-环己二烯(三羰基)铁生成一系列异构化的卡宾铁配合物.在这些产物中,环烯烃配体上的一个碳原子键联到“卡宾”碳原子上形成双烯丙基二羰基铁配合物.而环庚三烯(三羰基)铁在相似的条件下则发生开环反应,生成开环的双烯丙基铁配合物.在这个相关的研究中,我们选择环较小的环烯烃配位的羰基金     

金属离子对RhCl（CO）（TPPTS）2催化1—己烯氢甲酰化反应的影响

在以水溶性铑－膦配合物为催化剂的烯烃氢甲酰化反应中,铑的存在形态及配位结构对烯烃氢甲酰化反应的转化率及选择性起着决定性的作用．在反应过程中,特别是工业生产过程中,会由于各种原因导致一些杂质进入反应体系,这些杂质可能会影响铑－膦配合物催化剂的性质,改变...     

SiO_2负载的磺化三苯膦铑配合物催化高碳烯氢甲酰化及反应中的氘逆同位素效应

水溶性磺化三苯膦铑配合物担载在SiO_2表面制得的负载化水溶性Wilkinson催化剂具较大的比表面积,当1-己烯、1-辛烯、1-庚烯和十一烯酸甲酯等液态高碳烯烃在这种催化剂上于固定床加压流动态反应器中连续进行氢甲酰化催化反应时,产物醛的选择性98～100%,并可在适当过量配体存在下保持较高的催化活性.在这种催化剂上分别于CO用/H_2和CO/D_2气氛下进行烯烃氢甲酰化反应,可观察到显著的氘逆同位素效应.根据分析,初步认为酰基物中间体氢解反应可能是SiO_2负载的磺化三苯膦铑配合物催化剂上高碳烯氢甲酰化的速控步骤.