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。     

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（英文）

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.     

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.     

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。     

镍催化酚衍生物的Suzuki-Miyaura偶联反应研究进展

过渡金属镍催化的Suzuki-Miyaura偶联反应在有机合成中有着广泛的应用.综述了近年来以过渡金属镍催化的以酚的衍生物为底物的偶联反应的研究进展.主要包括芳基磺酸酯、氨基磺酸芳基酯、碳酸芳基酯、芳基羧酸酯、氨基甲酸芳基酯、芳基磷酸酯、芳醚、杂芳醚和酚盐的偶联反应.     

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.     

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。     

有机-无机杂化材料负载的钯催化剂: 一种新型有效而可循环的无铜Sonogashira偶联反应

本文报道了有机-无机杂化材料固载的钯催化的无铜Sonogashira偶联反应。在3-[N,N-双（二苯基膦）氨基）]丙基功能化的硅胶固载的钯催化下,末端炔烃和碘代芳烃、溴代芳烃的偶联反应生成高产率相应的偶联产物。反应条件包括使用乙二醇为溶剂,三乙胺为碱。而且硅胶负载的膦钯催化剂和溶剂乙二醇经简单处理,可循环使用6次不降低活性。     

水介质中高分子配体负载微粒钯催化Suzuki偶联反应

对Wang树脂进行改性,制备了高分子负载纳米钯催化剂,并将其应用于水介质中卤代芳烃与芳硼酸的Suzuki偶联反应。 以溴苯和苯硼酸的偶联反应为模型,考察了溶剂、温度、碱种类、催化剂用量对反应的影响,确定较佳的反应条件为：n(C₆H₅Br)∶n(C₆H₅B(OH)₂)∶n(WRP-Pd)∶n(K₂CO₃)∶n(TBAB)=1.0∶1.5∶0.005∶2.0∶0.5,反应温度100℃, 反应时间4 h。 用氯代芳烃代替溴代芳烃反应时,延长反应时间,也能得到较高产率。 催化剂经过简单的过滤洗涤后,重复使用4次活性无明显降低。     

高分子负载钯金属的非均相催化C—C偶联反应

本文主要介绍近年来高分子材料负载的钯金属在非均相催化C—C键偶联反应中的研究与应用。此类催化剂具有较高的活性、选择性和多次重复使用的稳定性,在催化反应膜器件、自动化的组合化学合成和实现向环境友好型的材料转化等方面有突出的发展前景。催化剂微囊化和纳米团簇化都是获取较高的活性和回收率的手段。使用高分子配体的优点是能直接固定金属,并通过不同的配位原子调节控制钯的活性,甚至呈现相应的小分子配合物不能催化的高分子效应,而高分子链本身还可以提供反应所需的良好机械性能和对不同反应介质的亲合性。     

Isonitriles as efficient ligands in Suzuki-Miyaura reaction

Isonitrile palladium complexes [(RNC)₂PdCl₂] were prepared and tested in Suzuki reaction of 4-chloroanisol. (AdNC)₂PdCl₂ was found the most effective catalyst and was used in phenylation of several chloro and bromoaromatic substrates.     

Pd-EDTA as an efficient catalyst for Suzuki-Miyaura reactions in water

PdCl₂-EDTA complex 1 is an efficient catalyst for the Suzuki-Miyaura reactions of aryl and heteroaryl halides with aryl(heteroaryl)boronic acids in water at 20-100 °C. Aryl iodides and bromides undergo the cross-coupling with turnover numbers (TON) up to 97,000 and turnover frequencies (TOF) up to 582,000 h⁻¹.     

Polyaniline supported palladium catalyzed Suzuki-Miyaura cross-coupling of bromo- and chloroarenes in water

Polyaniline supported palladium catalysts were prepared from different palladium precursors and all the catalysts are well characterized using ICP-AES, FTIR, TGA-DTA, SEM-EDX and XPS analysis. All the catalysts were tested for Suzuki-Miyaura coupling of bromo- and chloroarenes in water and the catalyst prepared from PdCl₂ precursor was found to be the most effective catalyst. The catalyst can easily be recovered by simple filtration and reused for several cycles with almost consistent activity.     

Highly efficient silica gel-supported 1,2-diaminocyclohexane-Pd catalyst for Suzuki-Miyaura and Sonogashira coupling reactions

A palladium (Pd) catalyst was prepared by immobilization of a 1,2-diaminocyclohexane based Pd-complex onto amorphous silica gel and its applications as a heterogeneous catalyst for Suzuki-Miyaura and Sonogashira coupling reactions are described. The catalyst was highly efficient, reusable and air-stable. An erratum to this article is available at .     

用于Suzuki-Miyaura反应的阴离子交换树脂负载钯催化剂(英文)

以碱性阴离子交换树脂Amberlite IRA-900为载体,Pd(C3H5)(C5H5)为金属有机前体,采用金属有机气相沉积法在室温下制备了Pd@IRA-900多相催化材料.紫外-可见光谱分析证明前体和树脂骨架之间的化学作用以及树脂本身的孔道结构使得Pd纳米粒子均匀分散在载体上.透射电镜结果显示钯纳米粒子的平均尺寸为2.6 nm.在较温和的条件下Pd@IRA-900对多种卤代芳烃和苯硼酸的Suzuki偶联都具有良好的催化活性,并且催化剂重复使用5次之后依然具有很好的活性.此外,对树脂载体进行碱性交换处理后可得到一种双功能催化材料Pd@IRA-900(OH),该催化剂在不加入碱的条件下也可以催化碘苯和苯硼酸的Suzuki偶联反应.     

Palladium polyether diphosphinite complex anchored in polyethylene glycol as an efficient homogeneous recyclable catalyst for the Heck reactions

Palladium polyether diphosphinite complex anchored on polyethylene glycol is reported as an efficient catalyst for Heck coupling reactions. The catalyst is soluble in the solvent with reactants and products during reaction and can be separated from reaction media in biphasic form by the addition of anti-solvent like n-hexane and further recycled. The developed methodology offers mild reaction condition, short reaction time with an excellent recyclability of the catalyst. Aryl iodides as well as aryl bromides are well tolerated giving excellent yields.     

Pd nanoparticles supported on amphiphilic porous organic polymer as an efficient catalyst for aqueous hydrodechlorination and Suzuki-Miyaura coupling reactions

Developing efficient and recyclable heterogeneous catalysts for organic reactions in water is important for the sustainable development of chemical industry. In this work, Pd nanoparticles supported on DABCO-functionalized porous organic polymer was successfully prepared through an easy copolymerization and successive immobilization method. Characterization results indicated that the prepared catalyst featured big surface area, hierarchical porous structure, and excellent surface amphiphilicity. We demonstrated the use of this amphiphilic catalyst in two case reactions, i.e. the aqueous hydrodechlorination and Suzuki-Miyaura coupling reactions. Under mild reaction conditions, the catalyst showed high catalytic activities for the two reactions. In addition, the catalyst could be easily recovered and reused for several times. Also, no obvious Pd leaching and aggregation of Pd nanoparticles occurred up during the consecutive reactions.     

Solid-supported palladium nano and microparticles: an efficient heterogeneous catalyst for ligand-free Suzuki-Miyaura cross coupling reaction

Solid-supported nano and microparticles of Pd(0) (SS-Pd) were prepared and used as heterogeneous catalysts for Suzuki-Miyaura cross coupling reactions of aryl halides (chloro, bromo and iodo) and phenyl boronic acid under mild and ligand-free conditions. Scanning electron microscope (SEM) and UV-vis based studies were performed to observe the distribution of nano and microparticles of palladium over solid surface and their oxidation states. In addition, the catalyst could be reused up to seven runs without significant loss of activity and stable enough under moist conditions.     

A novel ditopic ring-expanded N-heterocyclic carbene ligand-assisted Suzuki-Miyaura coupling reaction in aqueous media

A series of seven-membered ditopic ring-expanded N-heterocyclic carbene (dre-NHC) precursors, bearing sterically demanding and electron-rich aryl groups, were synthesised in moderate yields via the reaction of 1,2,4,5-tetrakis(bromomethyl)benzene with the corresponding N,N′-diarylformamidines in the presence of K₂CO₃ in acetonitrile under an air atmosphere. All new compounds were characterised by HRMS, NMR spectroscopy, and microanalysis, as well as X-ray crystallography for compound 1c. The development of an efficient catalytic system for the Suzuki-Miyaura coupling reaction of aryl chlorides with various boronic acids was also investigated using the in situ generated dre-NHC ligands.     

MIL-101负载Ni@Pd核壳纳米粒子催化芳香硝基类化合物加氢

金属有机骨架(MOFs)材料是一种新型的沸石类多孔材料,是由金属离子和有机配体通过配位键键合而成的拓扑结构.相比其他多孔材料,MOFs拥有更高的比表面积、孔隙率以及结构可调控性.在催化方面,MOFs复合材料在多相催化领域已经引起了广泛的研究兴趣.贵金属纳米颗粒是一种在化学、化工、生物和医学等许多领域有着广泛应用的高性能材料.但是,催化反应往往都是发生在纳米颗粒的表面,而位于颗粒内部的金属没能得到利用;从原子经济性的角度来看,以廉价金属作核、贵金属作壳的双金属纳米粒子能有效解决这个问题,而且还能利用双金属之间的协调作用.目前文献中也已经报道了多种非贵金属和贵金属组成的核壳双金属纳米粒子,都展现出了比单纯贵金属更好的催化活性.芳香胺类化合物是一种在工业上非常重要的有机中间体,广泛应用于农药、药物、染料和色素等等.目前,商业化生产的芳香胺化合物都是通过计量的还原剂,如连二硫酸钠、硼氢化钠、水合肼和氨水中的铁、锡、锌等非催化还原相应的芳硝基化合物得到,这样往往会带来严重的环境污染问题.而通过多相催化加氢还原方法来制备芳香胺化合物,不仅能高效催化芳硝基化合物加氢,而且催化剂可以回收利用,大大降低反应对环境的污染.本文综合贵金属原子经济观点和芳硝基类化合物加氢反应催化剂设计,在油胺和三正辛基膦中通过热还原二价的镍和钯,制备出以Ni为核Pd为壳的双金属纳米粒子.通过透射电镜观察,镍钯核壳纳米粒子的粒径约为8-9 nm.选用具有高比表面积和高稳定性的金属有机骨架材料MIL-101作为载体,通过浸渍法首次将镍钯核壳纳米粒子负载在MIL-101上制备出不同Ni:Pd比的Ni@Pd/MIL-101复合材料.利用X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附-脱附、红外光谱、透射电子显微镜和X射线能谱对复合材料结构进行了表征.从XRD谱图能看出负载纳米粒子后的MIL-101材料结构依然保持完整,表明催化剂制备过程不会破坏载体结构.红外光谱测试结果表明,负载了镍钯纳米粒子的Ni@Pd/MIL-101复合材料中含有两种C-H键伸缩振动2852和2926 cm-1处两个特征峰,分别对应于-CH2-和-CH3中C-H键的特征吸收峰,可能是残留的油胺,也可能是三正辛基膦在与镍和钯形成配合物时的残留.X射线能谱测试发现,N元素在负载后已不存在,而P元素依旧存在,结合红外光谱可以确认,纳米粒子在负载前后三正辛基膦依然与纳米粒子稳定络合,进而可被MIL-101上未饱和的Cr固定.通过透射电镜可以观察到镍钯核壳纳米粒子高度分散在载体上.将Ni@Pd/MIL-101材料应用于硝基苯催化加氢反应.在30℃,0.1 MPa H2条件下,0.26％ Ni@0.46％Pd/MIL-101催化剂具有最高的加氢活性,其转换频率(TOF)值最高可达375 h-1,是单金属负载钯催化剂的近2倍,展示出非贵金属替代部分贵金属的可行性.在循环使用方面,重复使用5次后的Ni@Pd/MIL-101催化剂依然保持较高的催化活性和选择性.同时考察了底物的兼容性,该催化体系对多种不同基团(包括不饱和基团)取代的硝基苯化合物的催化加氢,大都表现出很高的催化活性和选择性,TOF值最高可达495 h-1.