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面对传统化石能源的枯竭与严重环境污染问题,化学研究者在设计重要化合物合成路径时也会选择一些可再生、无污染材料代替传统起始原料,合成路径会更加原子经济性和环境友好性。过渡金属配合物催化醇类无受体脱氢偶联(Acceptorless Dehydrogenation Coupling,ADC),是将低成本、来源广泛的醇作为起始原料,生成的羰基化合物会进一步原位偶联生成新的化学键(C-O,C-N,C-C等),这类反应的副产物只是氢气与水。由于金属钳形配合物具有高稳定性、位阻可调控性和较高催化活性等优异特征,备受化学研究者青睐。但当前已报道钳形金属配合物大多是将含有强给电子基团的膦或氮-杂环卡宾钳形配体作为骨架结构,虽催化剂活性较高但是面临着合成路径过于复杂以及含膦/氮-杂环卡宾配体的化合物在含水、空气环境中稳定性较差的难题。为此,本论文选择无膦与卡宾的NNN配体(NNN = 2,6-双(2-咪唑基)吡啶衍生物)与Ru(Ⅱ)前驱体制备出三种Ru(Ⅱ)-NNN型钳形配合物,并探索了将其作为催化剂在催化苯甲醇与邻苯二胺脱氢缩合体系中催化活性大小。另外,本论文还探索了四种可商业化购买无复杂合成路径、简单、稳定的Ru金属配合物,作为催化剂实现邻二醇与邻苯二胺脱氢缩合制备苯并吡嗪衍生物的反应。这类催化剂可大大降低生产成本,为今后设计更高效、低成本催化体系奠定基础。本论文获得的实验数据与研究结论如下:(1)以2,6-二(2-咪唑基)吡啶及其衍生物为配体(L1-L2)(2,6-2,6-二(2-咪唑基)吡啶 L1,2,6-二(2-(N-己基)咪唑基)吡啶 L2),与 Ru 前驱体[RuCl2(p-cymene)]2、RuCl2(PPh3)3 合成了三种 Ru(II)-NNN 钳形配合物 RuCl(L1)(CH3CN)2].Cl(Cat.1)、[RuCl(L2)(CH3CN)2].CI(Cat.2)、[RuCl(L1)(PPh3)2]Cl(Cat.3),使用核磁、元素分析、质谱、红外等手段对这三种配合物进行全面表征。这些配合物被用于伯醇与邻苯二胺脱氢缩合制备2-取代苯并咪唑衍生物。实验结果证明催化体系另外添加催化量的三苯基膦(PPh3)或1,4-双(二苯膦)乙烷(dppe)膦配体可以提高催化活性,其中dppe获得最好的催化效果。实验证明反应的产物2-取代苯并咪唑和氢气的摩尔比例为1:2,说明该体系不需要氢受体,并验证了本论文提出的催化机理。在优化条件下,使用了 Cat.1/dppe为催化剂测试了多种脂肪醇和芳香醇与邻苯二胺衍生物的脱氢缩合反应。结果表明具有较宽广的底物拓展范围。催化体系中催化剂剂量为0.025 mol%,反应24 h苯并咪唑收率仍能高达90%,当催化剂负载量为0.01 mol%时,该体系催化体系TONs最高可达~6000。通过11 BNMR检测与一系列实验数据表明,NaBPh4在催化过程中发生了分解,形成了 NaB(OR)4(R=烷基或H),是真正的在催化过程中起着重要作用的物质。上述结果为设计新型稳定、绿色合成催化剂提出新思路。(2)将可商业化购买 Ru(Ⅱ)配合物,RuC13(Cat.4)、RuC12(PPh)3(Cat.5)、RuCIHCO(PPh3)2(Cat.6)、[RuCl2(p-cymene)]2(Cat.7)进行催化邻二醇与邻苯二胺衍生物脱氢缩合成苯并吡嗪衍生物。实验数据表明催化体系中另外添加膦配体会使这些简单的催化剂的催化活性大大提高,三种膦配体分别为三苯基膦(L4,PPh3),1,4-双(二苯膦)乙烷(L5,dppe),1,4-双(二苯膦)丁烷(L6,dppb),其中 L6具有最高的催化活性。在优化的条件下,四种催化剂在膦配体L6作用下,催化剂活性大小顺序为Cat.7>Cat.6>Cat.4>Cat.5。系列的底物拓展实验显示在获得较高产率的苯并毗嗪(56~93%)同时,催化周转数达到(448~744)。基于简单配体的Ru(Ⅱ)催化体系为进一步拓展过渡金属配合物催化醇的无受体脱氢及芳基含氮杂环的绿色合成提供了新思路。