新型有机锑配合物催化剂的合成、表征与应用研究

锑是一种不寻常的类金属元素，我国锑资源的储量居世界第一位，但是基础研究开发工作较少。针对有机锑化合物已有的特性和潜在的应用前景，本申请项目提出设计和合成对空气稳定的新型有机锑配合物催化剂的新理念，并探讨它们在碳－碳、碳－氮、碳－氧键形成等重要有机反应中的应用，深入研究其构-效关系。拟设计和采用可以与锑离子外围孤对电子成键的含苯环、吡啶环、噻吩环的物质作为配体，配体属于单碳阴离子或者双碳阴离子型，配体环上的碳原子与锑直接成键，而且配体与锑形成三齿空间结构。拟通过改变配体和与锑元素直接相连的其它拉电子基团，从分子水平调变有机锑配合物的物化性质和催化性能。本项目的实施，有望得到具有应用前景和我国完全自主知识产权的有机锑配合物催化剂，也将对有机催化合成技术产生重要影响，并为开发新型有机金属化合物和利用锑资源提供重要参考，具有重要的科学价值和应用价值。

本项目属催化化学、有机金属化学和有机化工领域。有机锑配合物的稳定性、催化活性/选择性与金属中心、配体结构、 反应底物以及化学环境等因素的关联规律是本项目的研究核心。针对有机锑配合物催化剂的结构复杂多变、合成控制难等问题，充分利用有机锑中心易于受配位作用调变以及配体易于设计合成等优势，发展了基于配位化学作用原理准确控制有机锑配合物结构、性质和组装的方法，系统开展了有机锑配合物的合成及其在有机功能小分子合成中的催化应用研究，揭示了有机锑配合物催化剂的结构与功能之间的关系；通过中心原子及其配体和化学环境的调控，有效地拓展了有机锑配合物催化剂的性质，获得了有机锑配合物作为催化剂的优势。本项目的研究成果对金属配合物的可控制备、功能调控和有机功能小分子的绿色催化合成技术有以下贡献：.1.建立了利用配体结构调控锑金属中心的稳定性和催化活性/选择性以及利用调变其它功能基团的电子和位阻效应及其耐水抗氧性能调控有机锑配合物的酸/碱性和稳定性的新策略；以配位化学作用原理为基础，通过功能分区、模块化设计以及有序组装，构建新型有机锑配合物的合成方法；实现了对有机锑配合物的组成、结构、催化性能的精确控制。.2.系统研究了廉价铋/锑金属配合物新材料的合成方法和催化性质，利用调变功能基团调控配体与金属中心的配位化学作用，实现了不同配体结构、配位原子、金属中心以及碳-金属键的有机铋/锑配合物的控制合成；在二氧化碳捕获和资源化利用以及有机功能分子的绿色催化合成中，揭示了铋/锑配合物的催化活性、稳定性和配体结构、中心原子和对应阴离子以及化学作用环境的关系。.3.系统研究了茂钛/锆/铪金属配合物的稳定性、路易斯酸性和催化活性的关联规律，揭示了对应阴离子的拉电子性能和耐水抗氧性能对茂金属配合物路易斯酸性和稳定性以及催化性能的影响规律，实现了同时提高茂金属配合物催化活性和稳定性。.上述研究工作揭示了配体、金属中心的相互作用对金属配合物的催化活性、选择性和稳定性的关系，拓展了其催化应用，并阐明了相应的催化作用机理，为新型金属配合物的设计合成提供了重要参考依据。相关研究工作发表了SCI论文9篇，待发表论文6篇。申请发明专利4项。项目负责人被邀在青年催化会议、亚太离子液体会议、国际化学工程会议等会议上做报告4次，墙报展示10余次，成为我国在催化和有机金属领域的有益探索性成果之一，具有一定影响。