螯合型和钳形六元氮杂环卡宾钯化合物及其对碳-碳成键的催化

氮杂环卡宾金属有机化学在现代有机化学，特别是有机合成中具有相当重要的地位。相对咪唑衍生的五元氮杂环卡宾及其金属化合物而言，有关六元氮杂环卡宾的研究非常少。本项申请拟设计、合成系列桥联的3,4,5,6-四氢嘧啶鎓盐和侧链含配位原子的1,3-二取代-3,4,5,6-四氢嘧啶鎓盐，并制备相应的螯合型和钳形六元氮杂环卡宾钯化合物；研究相关钯化合物的结构及其对Heck反应、Suzuki偶联（包括不对称反应）等C-C成键的催化活性和立体选择性，探讨配体性质、抗衡阴离子种类与化合物结构、性质和催化性能之间的关系；通过配体电子效应和空间效应的调控以及催化反应条件的选择，筛选出活性或立体选择性较高的新型六元氮杂环卡宾钯化合物催化剂。

氮杂环卡宾金属有机化学在现代有机化学，特别是有机合成中具有相当重要的地位。相对咪唑衍生的五元氮杂环卡宾及其金属化合物而言，有关六元氮杂环卡宾的研究非常少。本项目设计、合成了系列不同基团桥联的六元氮杂环卡宾前体鎓盐和N-取代基上含氮杂芳烃的六元氮杂环卡宾前体鎓盐；通过金属化反应合成了系列二溴二(1-芳基-3,4,5,6-四氢嘧啶亚胺)钯化合物和钳形3,4,5,6-四氢嘧啶-2-卡宾钯化合物；利用MS、EA、NMR、IR、X-射线单晶衍射等手段对新化合物结构进行了表征。分别研究了所得钯化合物及其鎓盐前体对C-C、C-N成键反应的催化性能，发现所得的钳形3,4,5,6-四氢嘧啶-2-卡宾钯化合物可以高效地催化系列取代溴苯与丙烯酸酯及苯乙烯的Heck反应；3,4,5,6-四氢嘧啶亚胺钯化合物可以高效催化不同取代苯硼酸、1-萘硼酸与卤代芳烃的偶联反应；六元氮杂环前体鎓盐对微波辅助钯催化卤代杂环芳烃与杂环胺类的Buchwald-Hartwig胺化反应表现出良好的催化性能，以吡啶功能化的四氢嘧啶六氟磷酸盐活性较高。. 此外，以手性氨基醇为原料，经过缩合关环、离子化反应合成了系列氮杂芳烃功能化的手性咪唑鎓盐；通过直接金属化反应合成了相应的螯合型氮杂环卡宾钯化合物；利用MS、EA、NMR、IR、X-射线单晶衍射等手段对新化合物结构进行了表征。将所得手性螯合型氮杂环卡宾钯化合物用于催化C-C、C-P成键反应，发现其可以高效催化基于C-H活化的苯并噁唑2-芳基化反应和香豆素膦酰化反应；同时，对水相中的Suzuki偶联反应也表现出高效的催化活性。. 该研究将更加丰富氮杂环卡宾化学，具有重要的科学意义；同时，对开发具有自主知识产权的催化剂并为将来在工业生产中的应用具有重要价值。