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本论文的研究工作主要集中在钯催化烯丙基取代反应中新型亲核试剂的开发和应用以及NHC为配体时反应的区域选择性及非对映选择性调控。 一,乙腈参与的钯催化不对称烯丙基取代反应 乙腈在碱作用下现场生成的3-亚胺基丁腈α位碳负离子为亲核试剂,在Pd/SiocPhox存在下与单取代烯丙基底物反应,能够高区域选择性和高对映选择性地得到含烯胺结构的手性腈类化合物,产率为73-99%,产物支链/直链比为94/6-99/1,E/Z值为88/12-90/10,(E)-式产物的ee值为87-97%。这一反应中,溶剂、配体以及亲核试剂的制备对反应的活性以及产物的对映选择性都有很大影响。机理研究显示该反应是亲核试剂进攻烯丙基钯中间体的碳原子。 二, NHC为配体氰基亚胺负离子参与的钯催化烯丙基化反应 以NHC-Pd为催化剂,乙腈在碱作用下现场生成3-亚胺基丁腈α位碳负离子与单取代烯丙基底物反应,可高区域选择性地得到支链烯丙基取代产物,产率为41-94%,支链/直链比为73/27-97/3。通过使用氘代光学活性烯丙基底物,通过产物的立体化学和绝对构型的测定等方法研究了反应机理,结果显示反应是由亲核试剂进攻烯丙基钯中间体钯进行的。 三,钯催化亚胺α位烯丙基取代反应研究——区域选择性以及非对映选择性的调控 研究NHC-Pd为催化剂,亚胺与单取代烯丙基试剂的烯丙基烷基化反应。使用大位阻的NHC配体L10可以95%的收率,98/2的区域选择性,91/9的非对映选择性得到支链anti-产物;使用小位阻的配体L12时可以53%的收率,1/99的区域选择性得到直链产物。使用大位阻的NHC配体L10,改变亚胺底物结构并使用不同的碱,可以98%的收率,93/7的区域选择性,23/77的非对映选择性得到支链syn-产物。使用手性NHC配体L32,亚胺11a为底物,叔丁醇钾为碱,可以50%的收率,88/12的区域选择性,93/7的非对映选择性,以34%的ee值得到支链anti-产物。以环己酮为原料时,可以85%的收率,98/2的区域选择性,1/1的非对映选择性得到支链产物。机理研究显示该反应是亲核试剂进攻烯丙基钯中间体的金属钯。 四,钯催化烯丙基取代使用TMSCN为亲核试剂对不对称烯丙基底物的动力学拆分 研究在钯催化烯丙基取代反应下使用TMSCN为亲核试剂对1-芳基-3-烷基烯丙基底物的动力学拆分。使用Trost口袋双膦配体L27,在甲苯中加热120℃反应,反应原料回收率21-54%,产物产率34-52%,回收原料的ee值41-92%,产物的ee值在26-60%,衡量拆分效率的S值在2.4-10.8之间。对机理研究显示反应是经过CN进攻烯丙基钯中间体的钯,然后还原消除完成催化循环的。