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近年来,羧酸、亚磺酸及其衍生物经过渡金属催化脱羧或脱硫参与的交叉偶联反应已获得了极大成功,成为过渡金属催化热点研究之一。羧酸及亚磺酸具有价廉易得、易存储等特点,在过渡金属催化作用下能与亲核试剂或亲电试剂发生脱羧偶联反应,为化学键的构建提供了新的思路。论文基于羧酸脱羧及亚磺酸脱硫参与偶联反应的策略,开展了以下四个方面工作: 1)研究了铜促进的芳酸与芳胺、酰胺及磺酰胺的脱羧C-N偶联反应。以硫酸铜为促进剂,邻硝基芳酸钾盐与芳胺、酰胺及磺酰胺反应共制备了24个二芳胺、N-芳基酰胺或N-芳基磺酰胺类化合物,收率51-94%。结果表明:使用碳酸银添加剂后,脱羧质子化副反应在一定程度上得到抑制,部分底物收率有较明显提高。 2)研究了铜催化芳酸脱羧与氰化物的C-CN成键反应。分别以TMSCN及NaCN为氰源,分别优化并获得两类反应较优的反应条件,在此基础上制备获得11个邻硝基芳甲腈化合物,收率49-92%。 3)研究了钯催化α-酮酸与烯烃的脱羧脱羰Heck反应。以氯化钯为催化剂,菲啰啉为配体,碳酸银为氧化剂,α-酮酸经脱羧脱羰与烯烃发生类Heck反应,共合成得到20个二芳基乙烯、3-芳基丙烯酸酯化合物,收率54-93%。 4)研究了铜催化的芳基亚磺酸盐脱硫偶联反应,合成砜类化合物。以30mol%Cu(OAc)2为催化剂,芳基亚磺酸盐通过自身脱硫偶联或交叉脱硫偶联反应,合成了7个对称及4个非对称二芳基砜化合物,收率47-71%。 上述四类反应涉及相似的反应历程:芳酸、酮酸或芳基亚磺酸盐经过渡金属催化脱羧(脱羧脱羰)或脱硫后,生成芳基金属中间体,经配体交换与亲核组分配位,或通过对双键加成生成烷基金属中间体,再经还原消除或β-氢消除生成目标化合物。研究发现在脱羧C-N及脱羧C-CN偶联反应中,芳酸底物中邻位硝基的存在是必需的。