过渡金属催化剂在有机合成领域有着重大的研究意义,其在医药中间体、农药、光电材料、精细化工等领域都有着重要的应用价值。本课题设计以偕胺肟纤维AOFs替代活性小分子,将两种金属(Pd/M)配位于纤维表面,合成对炔基偶联具有催化活性的双金属催化剂(Pd/M-AOFs)。然后将双金属催化剂用于Sonogashira偶联反应,其中包括卤代芳烃与苯乙炔的偶联反应、杂环芳烃与苯乙炔的偶联反应,溴代烯烃与苯乙炔的偶联反应,并且取得了一定的研究成果:本文选用羟胺改性后的聚丙烯腈纤维为载体,与具有催化炔烃偶联反应的中心金属进行配位,并将制得的双金属催化剂进行分析与表征,然后用于催化苯乙炔与Csp2的Sonogashira偶联反应,随后探究了不同工艺条件对催化效率的影响,研究结果如下所示:(1)以偕胺肟化的聚丙烯腈纤维为载体,与具有催化Sonogashira偶联反应钯、铁、铜、镍活性金属进行配位,制得偕胺肟纤维双金属配合物(Pd/M-AOFs),采用SEM、XRD、XPS对催化剂进行形貌、晶型和价态的表征。(2)将制得的偕胺肟纤维双金属配合物(Pd/M-AOFs)催化剂用于催化碘苯与苯乙炔的偶联反应,考察不同催化剂对偶联反应产率的影响,结果发现当使用Pd(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-AOFs双金属配合物催化剂时,产率最高。优化工艺条件,获得最佳的反应条件:碘苯(2 mmol)、苯乙炔(2.5 mmol)、溶剂(乙二醇,20 mL)、碱试剂(氢氧化钠,5 mmol)反应温度(60℃)、反应时间(1.5 h)、Pd(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-AOFs(0.8 mol%,3 mol%,0.1O g)。Pd(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-AOFs 催化剂具有非常好的催化活性,重复使用使用4次仍能达到90%产率。且反应对于不同的给电子基和吸电子基反应物都有着很高的催化活性。(3)将制得的偕胺肟纤维双金属配合物(Pd/M-AOFs)催化剂用于催化2-溴吡啶与苯乙炔的偶联反应,考察不同催化剂对偶联反应产率的影响,结果发现当使用Pd(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-AOFs双金属配合物催化剂时,产率最高。然后优化工艺条件,获得最佳的反应条件:2-溴吡啶(1 mmol)、苯乙炔(1.5 mmol)、溶剂(乙醇:水=3:1,20 mL)、碱试剂(碳酸钾2mmol)、反应温度(70℃、反应时间(2h)、Pd(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-AOFs(0.4 mol%,2 mol%,0.1O g)。Pd(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-AOFs催化剂具有非常好的催化活性,重复使用使用4次仍能达到80%产率。且反应对于不同的给电子基和吸电子基反应物都有着很高的催化活性。(4)将制得的偕胺肟纤维双金属配合物(Pd/M-AOFs)催化剂用于催化3-溴喹啉苯与苯乙炔的偶联反应,考察不同催化剂对偶联反应产率的影响,结果发现当使用Pd(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-AOFs双金属配合物催化剂时,产率最高。然后优化工艺条件,获得最佳的反应条件:3-溴喹啉(2 mmol)、苯乙炔(3 mmol)、溶剂(水,20 mL)、碱试剂(氢氧化钠)、反应温度(80℃)、反应时间(7 h)、Pd(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-AOFs(0.6 mol%,3mol%,0.10 g)。Pd(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-AOFs 催化剂具有非常好的催化活性,重复使用使用4次仍能达到80%产率。且反应对于不同的给电子基和吸电子基反应物都有着很高的催化活性。(5)将制得的偕胺肟纤维双金属配合物(Pd/M-AOFs)催化剂用于催化溴苯乙烯与苯乙炔的偶联反应,考察不同催化剂对偶联反应产率的影响,结果发现当使用Pd(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-AOFs双金属配合物催化剂时,产率最高。然后优化工艺条件,获得最佳的反应条件:溴苯乙烯(2 mmol)、苯乙炔(2.5 mmol)、溶剂(二甲基甲酰胺,20 mL)、碱试剂(碳酸钠)、反应温度(100℃)、反应时间(8 h)、Pd(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)-AOFs(0.8 mol%,3 mol%,0.10 g)。本文中偕胺肟纤维的载体作用使其解决了传统均相催化剂难以回收进行重复使用的问题。配体作用替代了复杂有毒的对空气敏感的配体,同时N和O的配位,提高中心金属电子密度起到配位活化作用,纤维配体大的空间位阻以及配位的定位作用,有利于产物的选择性。催化剂制备工艺简单,原料价廉易得,反应条件比较温和,降低了经济成本和环境污染,为偶联反应探索一种绿色环保和具有实际应用价值的新颖催化剂。