新型钴催化剂的设计与合成及其在环氧乙烷氢甲酰化反应中的应用研究

1,3-Propanediol has shown great importance in chemical feedstocks and is mainly used as a building block in the production of polymers with excellent performance. Cobalt-catalyzed hydroformylation reaction of ethylene oxide to 1,3-propanediol has made some progress in the past few decades, which suggested that the introduction of ligands to cobalt center could significantly influence the catalytic efficiency and selectivity of reactions. However, there are still some challenges to be resolved, including further improvement of the efficiency of catalysts, the selectivity of reactions, the conversion of substrates and the yield of product. This project aims to the synthesis and characterization of novel bimetallic cobalt complexes based on 1,8-naphthyridine framework and the development of a new catalytic system for hydroformylation reaction of ethylene oxide catalyzed by the bimetallic cobalt complexes.

1,3-丙二醇是一种非常重要的化工原料，主要作为聚合单体合成性能优异的高分子材料。在过去数十年里，通过钴催化环氧乙烷的氢甲酰化反应的方法来制备1,3-丙二醇已经取得了一定的研究进展。研究表明，通过引入不同配体来修饰金属钴中心可以显著影响反应的催化效率和选择性。尽管如此，该领域仍然存在一些亟待解决的关键科学问题。其中，进一步提高催化剂的催化效率、反应的选择性、原料转化率和产物的收率，都是有待解决的重要科学问题。基于此，本项目拟开展基于1,8-萘啶骨架的新型双核钴催化剂的设计与合成，并以此发展该金属络合物催化的环氧乙烷氢甲酰化反应新体系。

近年来，有机硼化学领域得到了迅速发展，其中有机频哪醇硼酸酯类化合物的合成与转化受到越来越多的关注，目前，有机频哪醇硼酸酯合成与转化仍然面临许多挑战。本项目重点关注有机硼化学中的α-羟基频哪醇硼酸酯、偕二硼化合物以及烯基硼化合物的合成，以及进一步研究了偕二硼化合物作为预亲核试剂实现惰性羰基化合物的转化。主要完成了以下内容：1）完成了基于铁催化的羧酸酯的脱氧偕二硼化反应以及铁催化的酮类化物硼化反应，合成了一系列偕二硼类化合物；2）完成了钌/铁接力催化的二级醇的α-C-H键硼化反应，合成了一系列三级α-羟基频哪醇硼酸酯；3）完成了羰基诱导的四配位硼的1，3-迁移转化，实现了烯醇锂试剂直接硼化反应并高立体选择性地合成三取代烯基硼酸酯；4）完成了基于偕二硼化合物转化的酰胺多样性转化。