对空气稳定的新型的有机金属Lewis Acids催化剂制备、表征与应用研究

对水稳定且具有强酸性及易于分离回收的金属Lewis acid催化剂的 研制与应用一直是研究热点。全氟甲基磺酸及长链全氟烷基磺酸金属配合物都具有强酸性，但前者易吸水潮解，后者由于全氟烷基的憎脂性，使有机物不易接近，导致其在室温下催化活性小。针对这些不足，本项目设计合成由有机基团和长链全氟烷基磺酸基为配体的金属配合物。表征其结构，研究其性质与基团之间关系。 以重要的C-C键及C-杂键的形成作为反应模型, 研究它们的催化性能及机制并应用于复杂有机分子的合成。初步研究表明这类配合物有很强的酸性，对空气具有很好的稳定性, 在室温、含水介质能有效的催化C-C及C-杂键形成,利用其易溶于极性溶剂、不溶于非极性溶剂的性质，可以方便的对它从反应体系中进行分离回收。对这些性质的机理, 已经从理论上进行了初步的阐述。所以在已有基础上对这类配合物进行系统深入研究,揭示它们的性质规律,具有一定的理论和应用价值。

本项目研究内容基本上是按照研究计划进行。针对有机金属路易斯酸化学的不足及茂金属配合物和有机锑配合物的特点，提出在构建稳定碳金属键的同时，引入强拉电子能力的阴离子，设计合成了15种耐水抗氧型有机金属（Ti, Zr, Hf, Sb）路易斯酸催化剂，并获得了13个配合物晶体结构，采用NMR、TG-DSC，UV/Vis 和荧光光谱等多种表征技术对有机金属路易斯酸配合物的组成、结构和物化性质进行了分析表征。结果表明这些配合物具有空气稳定性，水容忍性，热稳定性，强酸性等优点。而且还探讨了其在有机化工中具有重要作用的碳-碳键和碳-杂键等重要化学键形成反应。如：Strecker 反应，Mannich反应，Mukaiyama-aldol反应，Friedel-Crafts acylation反应，cyclotrimerization反应，酯化反应，Michael addition 反应，aza-Friedel-Crafts反应，Kabachnik–Fields反应，Biginelli反应等，共合成240多个化合物，并通过氢谱，碳谱，质谱，红外表征。本课题研究成果，已发表期刊论文10篇，主要发表在Chem. Eur. J.; Adv. Synth. Catal.; Tetrahedron Lett.; Catal. Commun.; J. Organomet. Chem.等国际重要期刊。