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能源问题作为全球十大问题之一,近些年来受到了越来越多的关注。寻求可持续清洁新能源代替化石能源迫在眉睫。氢气作为一种绿色的能源被人们熟知,被看作是化石能源的替代者。化学上可以通过光辅助络合催化法,即人工模拟光合作用分解水的过程,利用光将水分解得到氢气。该方法中至关重要的一部分是光敏剂。本文是以氮磷杂配铜基络合物为结构模型,设计合成了一系列1,10-菲咯啉衍生物作为氮配体,选用现有的磷配体,通过原位法形成铜络合物,研究其光解水性能。烯烃作为一种有机合成中重要骨架,在天然物质、药物等合成都有着重要的应用。高效的半催化还原炔烃得到相应烯烃是一条获得烯烃的重要途径。本文设计合成一类新型的pincer配体,并与CoCl2形成钴络合物,将其应用于炔烃的转移氢化反应研究。首先对菲咯啉的2,9位进行结构修饰,以2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)与芳基醛为原料,通过Adole缩合反应,合成了7个(E)-2,9-二芳乙烯基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉的衍生物(A-G),收率为5068%,均通过结构表征确认。以4,7-二溴苯-1,10-菲咯啉为原料,先与二级胺发生氮烷基化反应,得到1,10-菲咯啉4,7位修饰衍生物,再用异丙基锂对2,9进行烷基化,合成了2,9-二异丙基-1,10-菲咯啉4,7位衍生物(H、I),总收率分别为42%、34%。以4,7-二联苯-1,10-菲咯啉与异丙基为原料,合成了2,9-二异丙基-4,7-二联苯-1,10-菲咯啉(J),收率56%。最后将所合成的1,10-菲咯啉衍生物为氮配体,Xantphos(I)和Thixantphos(II)分别作为磷配体,与Cu(Me CN)4PF6原位形成杂配铜光敏剂,以(THF:TEA:H2O=4:3:1)(10 m L)为溶剂,Fe3(CO)12为制氢催化剂,进行光解水制氢性能研究,并对其光电物理性质进行了初步的探讨。结果表明,4,7位供电子叔胺基团不利于铜络合物的光催化制氢,Thixantphos(II)与2,9-芳乙烯基菲咯啉可形成光催化活性铜络合物,且吸电子结构有利于提高光能转化效率,并首次通过荧光光谱分析证实氟元素的荧光增强效应。以2,9-二异丙基-4,7-二联苯-1,10-菲咯啉为氮配体,Thixantphos(II)为磷配体时,所形成的铜络合物有最高的制氢活性,TON达到1034。设计合成了四个新型的NNP-pincer配体(L1-L4),总收率中等以上,和已有的两个PNP-pincer配体一起与CoCl2进行配位,得到6个pincer钴络合物(I-VI),作为转移氢化反应的催化剂前体。以取代碘苯与苯乙炔为原料,通过Sonogashira反应合成了一系列取代二苯乙炔(1b-1m),作为氢化反应的底物,收率为7499%。以二苯乙炔的转移氢化为模板反应,对于pincer钴催化剂、溶剂、氢源进行筛选,确定了最佳反应条件为:底物(0.5 mmol),H3NBH3(0.5 mmol),pincer钴催化剂(III,1 mol%),Me OH(2 mL),50 ℃,16h。在最佳条件下,进行底物适用性实验,结果表明不管苯环上是吸电子基团(硝基除外)还是给电子基团,都可以高选择性的得到反式烯烃(E:Z>99:1),分离收率可达90%以上,该方法对于底物有着十分优越的兼容性。