功能化MCM-41负载铜催化剂的设计、合成及其催化碳-碳键和碳-杂键形成反应研究

基本信息
批准号:21272044
项目类别:面上项目
资助金额:40.00
负责人:赵红
学科分类:
依托单位:广东药科大学
批准年份:2012
结题年份:2014
起止时间:2013-01-01 - 2014-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:丁盈红,宋健,曹华,李若琦,刘海毅,艾锦婷,吴已超,张家涛
关键词:
杂偶联碳偶联功能化MCM41铜催化负载催化剂
结项摘要

Copper-catalyzed carbon-carbon bond and carbon-heteroatom bond formation reactions have become one of powerful tools in modern organic synthesis. However, homogeneous copper salts/ligands catalysts cannot be recycled, and are difficult to remove from the product, practical applications of these reactions are limited. Based on the principles of organic synthesis methodology and green chemistry, in this project we intend to design and synthesize a series of novel MCM-41-supported copper complexes catalysts by simple synthetic procedures and characterize them. The novel MCM-41-supported copper complexes will be used as heterogeneous catalysts in a variety of copper-catalyzed carbon-carbon coupling and carbon-heteroatom coupling reactions, and in the synthesis of various kinds of nitrogen heterocycles compounds via one-pot cascade reaction. They will also be used to develop some new organic reactions. We expect that heterogeneous copper catalysts with high activity and excellent recyclability for some coupling reactions will be found by optimization of reaction conditions and investigation of the relationship between catalyst structures and catalytic activities. The use of highly efficient heterogeneous copper catalysts helps to reduce cost of the reaction, to minimize wastes derived from reaction workup, and to prevent product from contamination by copper. Our research work will provide a theoretical basis for the applications of copper-catalyzed coupling reactions in large-scale laboratory preparation or in industry production.

铜催化碳-碳键和碳-杂键形成反应已成为现代有机合成的重要工具之一。然而,均相铜盐/配体催化剂难以与产物分离和回收再用,且易污染产物,其实际应用受到限制。本项目以有机合成方法学和绿色化学基本原理为理论依据,通过模拟高活性的均相铜盐/配体催化剂结构,设计、合成系列新型MCM-41负载双齿氮铜、双齿氧铜、氮-氧混合双齿铜、硫-氧混合双齿铜、三齿氮铜等配合物催化剂,并对其结构进行表征。研究其在铜催化的各种碳-碳、碳-杂偶联反应及在经"一锅"串联反应合成各种含氮杂环化合物中的应用,并探索其拓展一些新有机反应的可能性。通过优化反应条件,研究催化剂结构与催化活性之间的关系,有望筛选出对某些偶联反应具有高活性和优异回收再用性能的负载铜催化剂。高活性负载铜催化剂的应用将有助于降低反应成本和减少废弃物排放,使产物不受铜污染,为铜催化重要有机反应能应用于实验室大规模制备及工业化应用奠定基础。

项目摘要

本项目通过模拟高活性的均相铜盐/配体催化剂结构,设计、合成了系列新型MCM-41负载双齿氮铜(I) (MCM-41-2N-CuX)、MCM-41负载席夫碱、吡啶双齿碘化亚铜(MCM-41-Sb,Py-CuI)、MCM-41负载联吡啶碘化亚铜(MCM-41-bpy-CuI)、MCM-41负载三齿氮碘化亚铜(MCM-41-3N-CuI)、MCM-41负载L-脯氨酸铜(I) (MCM-41-L-proline-CuX)和MCM-41负载三齿氧碘化亚铜(MCM-41-3OH-CuI)等配合物催化剂,并用氮气吸附与脱吸附、小角X-射线衍射、元素分析和等离子体发射光谱等对其结构进行了表征。继而研究了MCM-41负载双齿氮碘化亚铜配合物(MCM-41-2N-CuI)在催化吲哚的N-芳基化反应,芳基卤化物与硫代乙酰胺的交叉偶联反应,2-溴苯甲酰胺和β-酮酸酯的串联反应以及四氢异喹啉与醛、端炔的A3偶联反应中的应用;研究了MCM-41负载双齿氮氯化亚铜配合物(MCM-41-2N-CuCl)在催化芳基碘化物与硫氰酸钾于纯水中的交叉偶联反应,2-碘苯胺与二硫化碳、胺的三组分串联反应,端炔与硫酚的交叉偶联反应中的应用;研究了MCM-41负载三齿氮碘化亚铜配合物(MCM-41-3N-CuI)在2-卤苯甲酸与脒的串联反应中的应用;研究了MCM-41负载席夫碱、吡啶双齿碘化亚铜配合物(MCM-41-Sb,Py-CuI)在端炔与芳基卤化物的Sonogashira偶联反应中的应用;研究了MCM-41负载联吡啶碘化亚铜配合物(MCM-41-bpy-CuI)在有机硼酸与二芳基二硒醚的碳-硒偶联反应,初级苄醇或烯丙醇的空气氧化反应中的应用;研究了MCM-41负载L-脯氨酸铜(I)配合物(MCM-41-L-proline-CuX)在芳基硼酸与NCS或NBS的卤化反应及MCM-41负载三齿氧碘化亚铜配合物(MCM-41-3OH-CuI)在芳基碘化物与硫酚的交叉偶联反应中的应用。通过优化反应条件,研究负载配合物催化剂结构与催化活性之间的关系,已筛选出对某些偶联反应具有高活性和优异回收再用性能的负载铜催化剂。高活性负载铜催化剂的应用将有助于降低反应成本和减少废弃物排放,使产物不受铜污染,为铜催化重要有机反应能应用于实验室大规模制备及工业应用奠定基础。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

涡度相关技术及其在陆地生态系统通量研究中的应用

DOI:10.17521/cjpe.2019.0351
发表时间:2020
2

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
3

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
4

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018
5

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

桂林岩溶石山青冈群落植物功能性状的种间和种内变异研究

DOI:10.5846/stxb202009292521
发表时间:2021

赵红的其他基金

批准号:81502478
批准年份:2015
资助金额:16.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71103139
批准年份:2011
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21205132
批准年份:2012
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20801012
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41904040
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21776027
批准年份:2017
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
批准号:70872103
批准年份:2008
资助金额:21.00
项目类别:面上项目
批准号:39970732
批准年份:1999
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
批准号:21176035
批准年份:2011
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:61703196
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

功能化磁性纳米粒子负载金配合物的设计、合成及其催化碳-碳和碳-杂键形成反应研究

批准号:21462021
批准年份:2014
负责人:蔡明中
学科分类:B0108
资助金额:55.00
项目类别:地区科学基金项目
2

Fe催化碳-碳、碳-杂成键偶联反应的研究

批准号:20872142
批准年份:2008
负责人:杨联明
学科分类:B0108
资助金额:34.00
项目类别:面上项目
3

过渡金属催化碳碳键形成反应的新合成方法及其应用

批准号:20772034
批准年份:2007
负责人:江焕峰
学科分类:B0105
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
4

铜催化不饱和碳-碳键硅基化反应的研究

批准号:21672198
批准年份:2016
负责人:徐允河
学科分类:B0106
资助金额:65.00
项目类别:面上项目