均相催化、固/液分离有机膦酸锆负载钯催化剂的合成及在Suzuki反应中的应用

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过渡金属催化的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应是构建C-C键的重要合成方法。近年来,有机合成工作者们为完成和优化Suzuki-Miyaura反应的条件进行了不懈的努力,取得了许多突破性的成果。本文以廉价易得的苯甘氨酸和苯丙氨酸为原料,通过一系列反应,合成了以(?)价键将氨基醇键连到有机膦酸锆高分子骨架上,通过氯化二苯基膦修饰内表面或外表面羟基后,制备了比表面、孔容更大的有机膦酸锆材料。将Na2PdCl4通过含氮、氧官能团负载在该有机膦酸锆材料内孔或表面后,得到了易溶于THF溶剂的有机膦酸锆负载钯催化剂。本文合成的有机膦酸锆负载钯催化剂可溶于四氢呋喃,且具有很好的溶解性(0.29-0.32g/mL),但向该溶液中加入第二组分溶剂石油醚、正己烷和环己烷等非极性溶剂时,催化剂便可定量地从均相溶液中回收。用IR、31p NMR、元素分析、热重分析、X-射线粉末衍射、N2等温吸附曲线、XPS、SEM和TEM对催化剂的结构和形貌进行了表征,确定了可溶性的有机膦酸锆负载钯催化剂的组成,并对其结构进行了结构模型模拟。实验结果表明,催化剂7a,b是一类具有层状、孔结构(孔体积分别为0.3858 cc/g和0.7307cc/g)的线形有机无机杂化高分子材料,并相互缠绕形成更密集的网状结构。有机溶剂可溶有机膦酸锆负载钯催化剂7a,b实现了负载钯催化剂在常温下的Suzuki-Miyaura偶联反应。在室温下,以四氢呋喃为溶剂,反应5h可得到优异的催化效果。该催化剂具有均相催化两相分离的优点,反应完后催化剂可定量地分离与回收使用。
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