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摘要：本文以一系列结构新颖的手性 BINOL/NHC 双核钯化合物为催化剂，催化 Suzuki 反应，对反应条件进行了详细的研究，发现了有较好的催化性能的催化剂。利用该催化剂，我们以苯硼酸和芳基卤化物为原料，合成一系列联芳烃类化合物及手性联萘类化合物。 51446
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毕业论文关键字：手性BINOL; NHC;钯化合物; Suzuki反应
Chiral BINOL/NHC palladium compounds as the catalyst for Suzuki reaction Author: Chao Man Adviser: Shi Yanhui Abstract：In this paper, a series of novel chiral BINOL/NHC binuclear palladium compounds were synthesized, and have been further studied as catalyst to catalyze Suzuki reaction. The reaction conditions were investigated and found one compound having a god catalytic effect. We used aryl halide and boronic acid as starting materials to synthesize a series of biaryl compounds and chiral binaphthyl compounds.
Keywords: chiral BINOL; NHC; palladium compound; Suzuki reaction
1、前言 1.1 选题依据和意义 Suzuki 等人在上个世纪八十年代首次报道金属钯化合物催化芳基卤代物和有机硼酸的碳-碳偶联反应。该反应被命名为 Suzuki 偶联反应[1]。此类合成方法具有对底物官能团容忍性能力强；反应条件要求不苛刻；高度的选择性；收率高等众多优点。在多种领域的都能使用到该反应[2-5]。 金属有机化学在近几年的研究中得到迅速发展，其研究范围涉及到材料化学和催化化学等领域，是一门极具发展前途的学科。氮杂环金属配合物与传统的膦配体的金属配合物相比，具有对空气和水较稳定，且在加热条件下仍能稳定存在、具有强的提供电子的能力、能够稳定金属中心，减少配体用量、可以通过改变位阻而控制反应类型等优点。 通过查阅相关文献，我们发现，化学研究者们对 BINOL/NHC 钯化合物的催化活性研究少之又少。因此我们预测对此类化合物在 Suzuki 反应的催化活性方面具有广阔的研究发展空间
。 1.2 本课题目前的研究状况与水平 二十世纪九十年代， Canary等人[6]通过大量实验探索并验证了 suzuki反应的机理（图 1） 。源`自,751.文;论"文'网[www.751com.cn 1.2.1 N-杂环卡宾配体钯化合物的催化研究进展 NHC 是N-杂环卡宾配体的简称。它的卡宾碳原子具有很强的 σ-配位能力，在催化过程中形成很强的的配位键，有利于保持催化剂的稳定性。对于 Suzuki 偶联反应来说，加入NHC 有助于稳定 Pd(0)，防止反应过程中形成钯黑。 文献中已报道的含NHC钯化合物催化Suzuki偶联反应的研究进展总结如下：1991年，Arduengo 课题组[7]得到游离的N-杂环卡宾配体 a（图 2）。该配体通过咪唑盐和氢化钠反应得到，同时获得该化合物晶体数据。此后，以 NHC 作为配体的金属有机催化得到迅速的发展。 Herrmann 课题组[8]得到NHC 钯化合物 b （图 2）。该化合物第一次成功催化了碳-碳偶联反应。随后，研究者们尝试合成了许多新的配体。如配体 c、d、e（图 3）[9-11]。其中，配体 e 可以在微量钯化合物存在的条件下，高效催化多种卤代芳烃的碳-碳偶联反应。 图 3. 钯化合物及配体 c、d、e结构图 迄今为止，化学研究者们合成了越来越多催化活性较高的以 N-杂环卡宾作为配体的钯化合物。如钯化合物 f（图 4）[12]。该化合物可以在室温及0.05mol%当量下，高效的催化多种卤代芳烃与芳基硼酸的碳-碳偶联反应；更小剂量的钯化合物g（图 4）在80oC 时，对碳-碳偶联反应的催化产率可达 90%以上。