芳香性三角形钯配合物的合成及其在具有C-I选择性的偶联反应中的应用

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芳香性三角形钯团簇在合成领域,配位领域,催化领域以及光化学领域有着广泛的应用。自首次制备芳香性三角形钯团簇以来,关于其制备以及催化应用一直是众多科学家的研究热点。在合成方面,已经成功制备了混合铂钯团簇[Pd2Pt]+,[Pd2Pt]+以及混合钌钯团簇[Pd2Ru]+;在配位领域,其可以与Ag+配位形成金字塔结构;在催化领域,其不仅对内炔烃的半还原表现高度选择性,还可以高效催化1,6-烯炔的环化。在前期工作中,探索了芳香性三角形钯配合物的光电性质,并且将其应用于suzuki偶联反应中,并对具有生物活性的环氧合酶(COX-2)抑制剂类似物进行了克级制备,得到了较高产率。为了更加深入研究芳香性三角形钯配合物在偶联反应中的催化应用。我的工作主要对[Pd3]+催化的Sonogashira偶联和Heck偶联反应进行了探索,并且积极探索更多不同类型的新型三角形钯配合物的制备。具体包括以下三个方面:1.利用一锅法制备[Pd3]+并将其成功应用催化Sonogashira偶联反应中。避免了使用铜盐作为助催化剂,且以0.02 mol%的催化负载量实现了目标产物的克级制备。通过与普通单体钯对比,发现其对C(sp~2)-I的活化具有专一选择性。碘代芳烃以及炔烃的底物兼容性非常强,甚至包括稠环碘代芳烃及杂环碘代芳烃(1-碘代萘、2-碘噻吩、3-碘吡啶和2-碘吡嗪)。在优化的催化条件下,其催化效率可达71%-95%。通过高分辨监测,整个三角形钯团簇在整个催化过程中保持着其完整性。2.将[Pd3]+应用于催化Heck偶联反应中,与之前在Suzuki偶联以及Sonogashira偶联反应中的应用相类似,[Pd3]+团簇对各种类型的碘代芳烃和功能化烯烃(酯基以及酰胺基)表现出良好的催化活性和C-I选择性。当催化剂负载量为0.5 mol%时,在较温和条件下,克级Heck偶联反应的分离产率达到92%。对[Pd3]+催化的Heck偶联的反应过程进行监测,发现三角形钯配合物在整个反应过程中具有非常高的稳定性。3.通过配体交换法进一步研究了氮杂环卡宾作为配体的芳香性三角形钯配合物的制备。对反应所需要的温度,溶剂等条件进行筛选,通过初步的高分辨表征,得到了一个膦配体被氮杂环卡宾配体替代的的三角钯团簇。
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