手性1,2,3-三唑卡宾过渡金属催化剂的合成与应用研究

N-Heterocyclic carbenes (NHCs), featured by their strong donor ability exhibited in catalysis and metal-complexation, have become very popular ligands in a number of research fields, such as: organometallic chemistry, homogeneous catalysis and biological chemistry, etc. Nowadays, many chiral NHC ligands have been developed and widely applied in transition metal catalysis and organic catalysis, while most of these chiral ligands are based on classical NHC units (imidazol-2-ylidenes or 1,2,4-triazol-5-ylidenes). On the other hand, the mesoionic 1,2,3-triazol-5-ylidenes are potential better ligands in catalysis due to their superior donor ability compared with their classical NHC counterparts. Although some transition-metal complexes, which harbored 1,2,3-triazol-5-ylidene ligands, have been successfully utilized to catalyzed a number of important reactions, such as: the catalytic transfer hydrogenation, oxidation reactions, hydroarylation of alkynes, cross-coupling reactions, click reactions, and cyclization reactions, examples of asymmetric catalysis involving chiral 1,2,3-triazol-5-ylidene ligands are very scarce. In this project, we want to develop new types of chiral 1,2,3-triazol-5-ylidenes transition metal catalysts through three research strategies, including: 1, axially chiral strategy, 2, chiral chelated complexing strategy, 2, chiral bi/poly cyclic strategy. In addition, further application of these new catalysts would also be explored.

氮杂环卡宾(N-Heterocyclic Carbene, NHC)类配体具有较强的σ-给予体性质，可以和多种过渡金属形成稳定的配合物，在过渡金属化学，均相催化和生物化学等领域有着广泛应用，其中，许多手性氮杂环卡宾（主要为经典型氮杂环卡宾）过渡金属催化剂被应用于各类催化反应。与经典型氮杂环卡宾相比，以介离子形态存在的1,2,3-三唑卡宾合成简便，具有更强的给电子能力，是具有很好应用潜力的卡宾配体。目前，尽管制备非手性1,2,3-三唑卡宾过渡金属催化剂应用于炔的氢芳基化，偶联反应，点击反应及环化反应的例子有一些报道，但关于手性1,2,3-三唑卡宾配体的合成与应用的研究极少。本课题期望通过三种策略，包括：引入轴手性结构、引入额外的手性配位中心及引入手性多环结构，来开展新型手性1,2,3-三唑卡宾配体及其过渡金属配合物的合成研究，并应用于不对称催化反应的研究。

氮杂环卡宾(N-Heterocyclic Carbene, NHC)类配体具有较强的σ-给予体性质，可以和多种过渡金属形成稳定的配合物，在过渡金属化学，均相催化和生物化学等领域有着广泛应用，其中，手性氮杂环卡宾过渡金属催化剂被应用于各类不对称催化反应。与经典型氮杂环卡宾相比，以介离子形态存在的1,2,3-三唑卡宾配体合成简便，具有更强的给电子能力，是具有很好应用潜力的卡宾配体。但是，到目前为止，关于手性1,2,3-三唑卡宾配体的合成研究，及其在不对称催化反应中应用的例子极少。本课题通过不同的研究策略引入多种手性结构、发展出了几种手性以及非手性的三唑卡宾配体；基于这些配体，合成出了一系列过渡金属配合物，并探索了这些配合物在多种催化反应中的应用。主要研究内容包括两个部分：1，基于手性联萘框架，合成出了几种手性联萘双1，2，3-三唑配体，从这一类配体出发，制备了一系列以（R）-联萘-2,2-二胺（BINAM）为结构框架的轴手性三唑卡宾Au(I)、Pd(II)、Ni(II)和Ru(II)配合物，并应用轴手性三唑卡宾Au(I)、Pd(II)配合物作为催化剂，开展了多种不对称催化反应的研究，取得较好研究结果；2，发展了1，2，3-三唑联烯卡宾类配体，基于这一类配体，合成了一系列三唑联烯卡宾Au(I)、Pd(II)、Pt(II)配合物，并探索了这一类配合物在过渡金属催化反应中的应用，为这一类配体在催化反应中的首次应用。