高活性的铁催化剂的合成以及其催化氧化偶联反应研究

氧化偶联反应是形成碳碳键的最有效方法之一，此类反应主要应用钯、铱、铑、铂等贵金属来催化。用廉价金属（铜、铁）来代替昂贵金属催化此类反应是当前有机化学领域中最热门的研究领域之一。目前仍面临一下问题：（1）催化剂主要为铁的无机盐，反应活性很难提高；（2）反应底物简单，偶联后进一步的官能团转化的研究少。在研究铁的多联吡啶配合物催化氧化反应和碳氮键的形成反应的过程中，我们发现含氮配体可以通过稳定高价态铁（四价铁）来提高铁的催化活性。并且当配体上含有拉电子取代基时，其催化活性明显提高。因此我们希望设计并合成一系列的含有拉电子取代基的含氮的铁的配合物，研究此类配合物对氧化偶联反应的催化效果，筛选出高活性的催化剂，并进一步利用此类催化剂和氧化偶联反应合成具有生物活性的杂环化合物。

碳氢键的活化反应是是有机合成中最重要的反应之一，它广泛的应用于碳-碳键和碳-杂原子键（包括氮、氧、硫等）的形成，是当前有机化学领域中最热门的研究领域之一。此类反应是合成药物、精细化学品和材料的重要方法。本项目按照计划完成了任务，取得了以下研究成果：（1）设计并合成一系列含氮的铁的配合物；（2）研究此类配合物对氧化偶联反应的催化效果；（3）发展了一种简单经济的由三氯化铁催化的N-烷基芳胺与各种碳氢键的氧化偶联反应；包括：炔烃（sp杂化），烯烃（sp2杂化）与环酮（sp3杂化）等底物；（4）以bromamine-T作为氮源，此类配合物可以有效的催化饱和碳氢键的胺化反应，其副产物只有无机盐溴化钠；(5) 以mCPBA作为氧化剂，此类化合物可以选择性的氧化碳氢键，其产物主要为酮，只得到微量的醇氧化物。对于非官能话的碳氢键，其氧化产物酮醇比也达到6.8:1。并且，对于有不同种类碳原子的化合物，表现出了很好的三级碳的氧化选择性;（6）发展了一种简单经济且高效的由氧化碘苯诱导的霍夫曼重排反应来制备多取代脲与氨基甲酸酯的方法，制备了一系列合成脲基多肽。另外，我们今后将对此类反应的机理做进一步研究，以及对所合成的化合物做进一步的生物活性测试，希望得到进一步的成果。