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负载型催化剂在钯催化反应和潜手性酮不对称还原反应中的应用

李扬洲  
【摘要】:理想的有机合成反应应该是以100%的产率和选择性获得目标化合物,并符合操作安全和环境友好的要求。因此,最大程度的提高反应活性和降低反应成本是合成化学最具挑战性的课题之一。在过去的三十多年里,合成化学家们将更多的目光集中到金属有机化合物均相催化剂上,设计合成了许多金属配合物催化剂。但是,金属催化剂的昂贵价格和重金属的污染一直是工业应用的难以克服的障碍。因此寻找低流失并可重复使用的金属配合物催化剂,既有理论研究意义同时又具有工业应用价值。在对不同的反应体系进行了改进以期简化产物的分离并实现催化剂的回收利用的研究中,负载催化的研究是重要组成之一。负载催化的关键是通过共价键将配体连接到载体的骨架上用于催化反应。同均相催化剂相比,后处理简化,催化剂分离和重复使用方便,最终符合绿色化学的发展趋势。 本论文将介绍两方面的工作:1.Nafion树脂负载含膦配体的钯催化反应研究;2.负载型手性单磺酰化二胺-Ru(Ⅱ)催化剂在潜手性酮不对称还原中的应用。 本论文第一部分工作合成了两种碳链长度的氨基二苯膦配体,然后利用这两类配体与喷涂在特氟隆薄膜表面Nafion-F进行氨解反应,将膦配体以共价键的形式连接到Nafion骨架上,再与钯的化合物配合从而得到负载催化剂,共合成了五种Nafion负载含膦配体的钯催化剂,催化剂经过元素分析、ICP、薄膜全反射IR等方法进行了结构的表征。通过筛选各类关于钯和铑的催化反应,发现该类催化剂在Suzuki偶联反应、Heck偶联反应、Sonogashira偶联反应表现出了非常高的催化活性,催化剂可以重复使用多次,后处理简便,催化剂对空气和水不敏感,长期贮存不失活性。该类催化剂是第一种比较成功的通过共价键连接的Nafion负载催化剂,是第一种载体以聚四氟乙烯为骨架的催化剂,是一种有工业应用前景的薄膜型催化剂。 本论文第二部分工作对单磺酰化手性二胺的催化剂体系进行了修饰,共合成了两类负载催化剂,并将其应用到抗抑郁症药物前体的不对称合成中,综合考察其催化效果。第一类是以聚苯乙烯为载体的催化剂体系,以强供电子基烷氧基作


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