论文部分内容阅读
Pincer络合物由于其优异的结构可调性和丰富的催化反应活性等特点,近二十年来受到了化学家的广泛关注和研究。其中,铱pincer络合物具有较好的惰性化学键活化能力,常常被用于具有挑战性的惰性C-H转化。本文主要基于铱pincer络合物的研究,设计并合成了新型的铱pincer络合物,并探索其在C-H键和O-H键活化等反应中的催化应用。 一、铱催化的分子内C(sp3)-H键脱氢硅化反应研究。我们合成了一类新的(PSCOP)Ir(H)SiR3络合物,实现了其对分子内未活化C(sp3)-H键的脱氢硅化反应,该反应具有较高的反应活性、较好的底物适用性和复杂分子后期修饰的潜力。当反应底物中同时存在可生成六元环含铱中间体的C(sp3)-H和C(sp2)-H键时,反应会选择性的发生在C(sp3)-H处。通过对氘代实验的研究,我们发现对C(sp3)-H键活化过程是该反应的决速步。随后,我们对该过程进行了DFT计算,计算结果表明,在该反应体系中经历了一价铱到三价铱再到五价铱的催化循环历程。 二、新型(SCP)铱络合物的合成及其在烷烃脱氢反应中的尝试。我们设计合成了一类新型硫芳基膦(SCP)铱络合物,(SCP)IrHCl,并将其应用于烷烃脱氢反应中。在合成(SCP)铱羰基络合物,(SCP)Ir(CO)HCl,的过程中,我们发现金属铱中心上的CO会发生迁移反应,分子间交叉实验表明该CO迁移过程可能是通过CO解离再配位的方式实现的。在随后的催化反应尝试中,我们很遗憾的发现,该类络合物并不具催化烷烃脱氢反应的活性,初步推测可能是该类型络合物缺乏较好的热稳定性造成的。 三、端烯烃选择性异构反应研究。我们合成并表征了一系列烯烃配位的(SCP)铱络合物,当使用硫原子上为2,6-二甲基苯基取代的(SCP)铱叔丁基乙烯络合物作为催化剂时,成功实现了端烯烃的区域选择性异构化反应,将1-烯烃异构为2-烯烃。该催化反应条件温和,有较好的官能团兼容性。随后,通过引入异丙基增加硫原子苯环2,6-位的位阻,我们成功合成了1-辛烯和顺式-2-辛烯配位的(SCP)铱烯烃络合物,并对这类络合物进行了单晶结构的表征。我们发现硫原子上位阻大小,对烯烃决定了烯烃异构产物的选择性和活性都有重要的影响。此外,通过引入叔丁基进一步增大这一位阻,我们顺利实现了当量的内烯烃异构至端烯烃的转化,其中3-辛烯、4-辛烯和稳定的β-甲基苯乙烯都能实现至端烯烃的转化。 四、酰胺和酯的烷基化反应研究。我们采用所合成的(SCP)铱络合物作为催化剂,以低毒且来源广泛的醇作为烷基源,成功实现了其对酰胺和酯的烷基化反应。该烷基化反应可以在较温和的条件下以中等到优秀的产率得到目标产物,同时,反应具有较好的底物普适性。