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过去的几十年中,用于催化C-N交叉偶联反应的催化剂一直被广泛深入研究。根据已有的文献报道,用于催化C-N偶联反应的NHC-Pd催化体系的设计和应用一直为研究热点之一。近年来,在相关催化剂设计上有显著改进,特别是大位阻配体的设计,推动了该领域的发展。大位阻的氮杂环卡宾配体可以使得低价态的过渡金属配合物有着很高的稳定性和反应活性。根据文献报道,拥有较大空间位阻的NHC配体能够保证活性中间体的稳定性,从而有利于催化循环中的还原消除步骤。因此,进行大位阻NHC配体的开发及其性能研究对发展高活性NHC催化剂具很好的理论和应用价值。本文,我们通过引入一些取代基团进而增加NHC配体的体积,由此实现以(IPr*)Pd(acac)Cl为基础的NHC-Pd钯催化剂的催化活性的提升。 本论文,在(IPr*)Pd(acac)Cl的基础上,通过在NHC配体中分别引入了甲基、异丙基以及叔丁基,设计合成了三种拥有较大空间体积的催化剂:(IPr*me)Pd(acac)Cl、(IPr*ipr)Pd(acac)Cl和(IPr*tBu)Pd(acac)Cl,达到增加整个氮杂环卡宾配体的空间体积的目的。通过核磁和HRMS确认了催化剂的结构。随后,我们将所合成的催化剂用于Buchwald-Hartwig C-N偶联反应中,考察了催化剂的催化活性,在33个偶联产物的合成中获得了高达99%的收率,结果和我们设计的一致,随着催化剂空间体积的增加,催化活性也相应的增加。理论计算也证明,随着氮杂环卡宾配体的体积增大,碳-钯键的键能逐渐减小,这样趋势与实验结果一致。 其次,我们还将催化剂应用于一种光电材料中间体的合成中,检验催化剂的实际应用价值。我们将催化剂催化Buchwald-Hartwig C-N偶联反应这一方法应用在了有机发光二极管材料中间体的合成中,取得了高达90%以上的反应收率,同时,我们对反应规模进行了扩大,得到了令人满意的结果,能在克级别得到应用。