含氮、磷水溶性双齿配体的合成及其钯配合物催化合成二苯乙烯类化合物研究

本研究项目拟设计并合成一类水溶性氮、磷双齿配体15，并对其钯配合物在水溶液中催化合成具有抗癌、抗氧化、抗老年痴呆等重要生理活性的二苯乙烯类天然产物进行研究；且用微热量法对配体钯配合物催化反应的动态过程进行实时在线监控,同时获取热力学和动力学参数；根据过程的热谱曲线，探索其反应机理。配体15具有如下潜在的优点：1）联苯的上下苯环可以通过单键旋转，因而和金属钯形成配合物时，可以同时和氮、磷配位，增强其配位能力；2）具有强亲水性的磺酸盐基团；3）体积大，有利于配体和钯配合物的解离和形成LPd（0）配合物；4）连有供电子的取代基，有利于氧化加成反应的发生，并增加了反应底物的适用性，使得芳基氯代物和芳基溴代物也能顺利地发生上述反应；5）氮上连有不同长度的取代基，有利于形成"金属配合物胶束"催化体系。本项目将建立水溶性配体催化反应的构效关系，为设计合成新水溶性配体提供理论依据。

本项目设计合成了1-(吡啶-2-基)-5-甲氧基-1H-吡唑-3-甲酸，1-[2-(6-氯吡啶)-5-羟基-1H-吡唑-3-羧酸甲酯，3-（2-二苯基膦-苄氧基）-丙烷-1-磺酸钠以及3个氮、磷配体，通过IR、NMR、H RMS对其进行了表征，并用X单晶衍射确定了其晶体结构。将这些配体与钯形成配合物，经IR, H RMS 和核磁共振谱对其结构表征，此外，通过微热量计测定计算了1-[2-(6-氯吡啶)-5-羟基-1H-吡唑-3-羧酸甲酯与四氯钯酸钾配位过程的热力学和动力学参数，计算显示该配合物极易形成，且在空气和水溶液中稳定，可以用做Suzuki反应的催化剂。使用摩尔分数为1 %的N,N,O,O-四齿配体-钯(II) 配合物为催化剂，以2倍量的氢氧化钾为碱，乙醇/水做溶剂，在微波120℃加热2 min，使具有不同电子和空间效应的溴代芳烃和苯硼酸或者对甲氧基苯硼酸偶联反应，得到分离产率可以达到80.7-95.9 %。氯代芳烃也可以得到合适产率。使用摩尔分数为1 %的碱水溶性的5-甲氧基-1-(2-吡啶)-1H-吡唑-3-甲酸配体-钯(II)配合物为催化剂，以氢氧化钾为碱，水/乙醇（1:1）为溶剂的条件下，催化Suzuki偶合反应能得到80.3%- 93%的偶联产率，并且该钯配合物可以重复使用5次。使用摩尔分数为1 %的水溶性3-（2-二苯基膦-苄氧基）-丙烷-1-磺酸钠配体-钯配合物催化Suzuki反应，最佳反应条件为2倍量的KOH为碱，DMF/H2O（3mL/2mL）为溶剂，微波120℃加热反应10min。偶联产物的产率达到89.97 %-97.71 %。另外，利用水溶性的P,O配体3-（2-二苯基膦-苄氧基）-丙烷-1-磺酸钠-钯配合物作催化剂，以3,5-二甲氧基苯甲酸等为原料，经过酯化、还原、氧化、溴化等反应得到(E)-1-(2-溴乙烯基)-3,5-二甲氧基苯等中间体，然后和对甲氧基苯硼酸等硼酸化合物发生Suzuki反应，再脱去保护基得到9个白藜芦醇及其类似物。产率为35-39%。