系列含高空间位阻基团修饰的Pd-PEPPSI-NHC配合物及用途的制作方法

文档序号:15264162发布日期:2018-08-24 22:41阅读:1295来源:国知局

本发明涉及一系列金属有机配位化合物及其用途,特别涉及含高空间位阻基团修饰的金属有机配合物及用途,确切地说是一系列含高空间位阻基团修饰的pd-peppsi-nhc配合物及用途。



背景技术:

随着金属有机配合物在有机合成中的应用愈来愈广,因此对于金属有机配合物的研究越来越活跃。其中对金属钯配合物的研究更是受到了中外化学家们的广泛关注。suzuki-miyaura偶联反应是构建碳-碳键的重要反应,是构建碳骨架最核心、最基础的方法之一,在天然产物和药物合成中有诸多重要应用。钯配合物作为这两种反应的常用催化剂越来越受到人们的重视。

近些年出现的n-杂环卡宾配体和氮配体强的供电子能力,能与金属钯牢固结合,是目前金属有机化学领域的研究热点。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一系列新型的含有高空间位阻基团修饰的pd-peppsi-nhc配合物(以及配合物单晶)并将他们应用于催化技术领域。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一系列含有高空间位阻基团修饰的pd-peppsi-nhc配合物具有如下结构式:

本发明进一步公开了配合物i,ii和iii的单晶数据如下:

本发明更进一步公开了配合物i,ii和iii的合成方法:

主要包括反应、分离和纯化,其特征是以对三苯基甲基苯胺为原料与40%的乙二醛溶液及乙醇反应,加热到80oc回流4h,过滤后得到的固体用适量甲醇洗,得到亚胺化合物;该亚胺化合物再与多聚甲醛反应,抽真空通氮气,加入乙酸乙酯并加热到反应液回流,趁热缓慢滴入三甲基氯硅烷,继续回流12h,趁热过滤得到的固体用适量乙酸乙酯和乙醚洗去杂质,得到相应的咪唑盐;该咪唑盐再分别与吡啶,和二氯化钯在碱性条件下反应,得到所述系列配合物i,ii和iii。将所得配合物i,ii和iii溶于溶于二氯甲烷/石油醚混合溶剂中慢慢挥发得到相应的单晶。

本发明更进一步公开了含有高空间位阻基团修饰的pd-peppsi-nhc配合物i,ii和iii(以及的配合物单晶)在氯代芳烃和芳基硼酸的suzuki-miyaura偶联反应中具有超高催化性能。实验结果显示,当选用弱碱磷酸钾作为碱,绿色环保溶剂h2o/i-proh(1:1)作为溶剂,以配合物i,ii和iii作为催化剂,催化氯代芳烃和苯硼酸的suzuki-miyaura偶联反应,其中氯代芳烃,苯硼酸和弱碱磷酸钾的投料比为:1:1.5:2,在室温条件下,仅用0.0005当量催化剂,反应产率就能达到95%以上。

本发明公开的含有高空间位阻基团修饰的pd-peppsi-nhc配合物i,ii和iii的特点在于:

(a)pd-peppsi-nhc配合物i,ii和iii结构新颖,目前未见和其结构完全相同的报道。

(b)本发明所制备的配合物i,ii和iii可很好的应用于催化氯代芳烃和芳基硼酸的suzuki-miyaura偶联反应,并显示出超高的催化性能。目前还未发现任何一种催化剂在室温条件,用弱碱作为碱,用绿色环保的溶剂h2o/i-proh(1:1)作为溶剂,用如此小的催化剂用量(0.0005当量),在如此短的时间得到如此高的产率。

附图说明

图1:配合物i的晶体结构图;

图2:配合物ii的晶体结构图;

图3:配合物iii的晶体结构图。

具体实施方式

下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明,本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外,实施方案应理解为说明性的,而非限制本发明的范围,本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言,在不背离本发明实质和范围的前提下,对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

实验中所有的原料都是从国内的化学试剂公司进行购买,没有经过继续提纯而直接使用。本发明所使用的核磁共振仪器的型号为brukeravanceiii400mhz,单晶衍射仪型号为apexiiccd。

实施例1

含有高空间位阻基团修饰的pd-peppsi-nhc配合物i,ii和iii的合成路线和步骤如下:

(1)亚胺的合成:

取对三苯甲基苯胺(2.8g,8.7mmol),向其中加入40%乙二醛水溶液(0.4ml)和乙醇(50ml)。将混合物加热到80oc,回流4h,过滤并用适量甲醇洗,得到淡黄色固体4.7g,产率:80%。

(2)咪唑盐的合成:

取上步亚胺(1.28g,2mmol),多聚甲醛(53mg),用氮气流排出空气后,再加入乙酸乙酯(30ml)。加热至反应液回流,趁热缓慢滴入三甲基氯硅烷(0.28ml),此时溶液变成红棕色,继续回流12h后,趁热过滤后再用适量的乙酸乙酯和乙醚洗去杂质,得到棕色固体0.83g,产率:60%。

产物核磁共振数据:1hnmr(400mhz,dmso):δ7.20-7.22(d,j=8.0hz,12h),7.25-7.27(m,6h),7.33-7.37(m,12h),7.46(d,j=8.8hz,2h),7.84(d,j=9.2hz,2h),8.54(s,1h),10.32(s,1h)ppm。

(3)配合物i的合成:

取上步咪唑盐(395mg,0.5mmol),无水碳酸钾(485mg,3.5mmol),二氯化钯(88.5mg,0.5mmol),抽真空通氮气后,再加入间氯吡啶(7ml),80oc回流16h。待反应液降温至室温后,用二氯甲烷稀释,用柱层析分离法提纯粗产物,得到棕色产物250mg,产率50%。

产物核磁共振数据:1hnmr(400mhz,cdcl3):δ7.14-7.17(m,1h),7.22-7.28(m,30h),7.32(s,2h),7.45(d,j=8.4hz,4h),7.71(d,j=8.4hz,1h),7.99(d,j=8.4hz,4h),8.54(d,j=6.4hz,1h),8.65(s,1h)ppm。

(4)配合物ii的合成:

取上步咪唑盐(395mg,0.5mmol),无水碳酸钾(485mg,3.5mmol),二氯化钯(88.5mg,0.5mmol),抽真空通氮气后,再加入吡啶(5ml),80oc回流16h。待降至室温温后,用二氯甲烷稀释,用柱层析分离法提纯粗产物,得到的产物为棕色固体303mg,产率63%。

产物核磁共振数据:1hnmr(400mhz,cdcl3):δ7.20-7.22(m,2h),7.22-7.28(m,30h),7.32(s,2h),7.45(d,j=8.4hz,4h),7.69-7.73(m,1h),8.03(d,j=8.8hz,4h),8.57(d,j=8.0hz,2h)ppm.

(5)配合物iii的合成:

取化合物3(395mg,0.5mmol),无水碳酸钾(485mg,3.5mmol),二氯化钯(88.5mg,0.5mmol),抽真空通氮气后,再加入间溴吡啶(10ml),80oc回流16h。待混合液温度降低至室温后,用二氯甲烷稀释,用柱层析分离法提纯粗产物,最后得到的产物为棕色固体0.272g,产率50%。

产物核磁共振数据:1hnmr(400mhz,cdcl3):δ7.10-7.15(m,1h),7.22-7.29(m,30h),7.33(s,2h),7.44(d,j=8.8hz,4h),7.83(d,j=16.4hz,1h),8.00(d,j=8.4hz,4h),8.54(d,j=8.0hz,1h),8.72(s,1h)ppm。

实施例2

配合物i,ii和iii(以及配合物单晶)催化氯代芳烃和苯硼酸的suzuki-miyaura偶联反应的应用:

在室温条件下,选用弱碱磷酸钾作为碱,h2o/i-proh(1:1)作为溶剂,以配合物i,ii或iii作为催化剂,催化氯代芳烃和苯硼酸的suzuki-miyaura偶联反应,其中氯代芳烃,苯硼酸和弱碱磷酸钾的投料比为:1:1.5:2。反应结束后,反应液用水洗,以二氯甲烷萃取三次,有机层合并,加无水硫酸镁干燥,浓缩,产物用柱色谱法提纯,得到相应产率。反应结果如下表1所示:

表1:配合物i,ii或iii在suzuki-miyaura偶联反应中的应用

结论:从表中可以看出,当选用弱碱磷酸钾作为碱,h2o/i-proh(1:1)作为溶剂,以配合物i,ii或iii(以及配合物单晶)作为催化剂,催化氯代芳烃和苯硼酸的suzuki-miyaura偶联反应,其中氯代芳烃,苯硼酸和弱碱磷酸钾的投料比为:1:1.5:2,在室温条件下,仅用0.0005当量催化剂,反应产率就能达到95%以上。目前还未发现任何一种催化剂在室温条件,用如此小的催化剂用量(0.0005当量),在如此短的时间得到如此高的产率。

本发明的方法,考察了现有的金属钯配合物催化氯代芳烃和苯硼酸的suzuki-miyaura偶联反应,并进行了比较,经过相同的反应时间结果如下:

比较试验

结论:只有本发明专利报道的含高空间位阻基团修饰的pd-peppsi-nhc配合物i,ii和iii(以及配合物单晶)才能在室温条件下,用弱碱磷酸钾作为碱,绿色环保溶剂h2o/i-proh(1:1)作为溶剂,仅用0.0005当量的催化剂,反应产率能达到95%以上,其他催化剂产率都低于95%。

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