Suzuki-Miyaura反应是通过C—C键的形成构建联苯衍生物最有效的方法,通常在Pd催化剂的作用下,有机硼试剂与卤代芳烃或烯烃通过交叉偶联反应来完成。该反应被广泛应用于药物、天然产物、聚合物、有机电致发光材料等的合成中。可见Pd催化剂的性能对该类反应的发生起着重要作用,其中配体的选择又是影响催化效率的关键因素。因此酚羟基,为了提高Pd催化剂的催化效率,研究者一直致力于寻找更有效的配体体系用于Suzuki-Miyaura反应。
多年来,由于磷配体和卡宾配体的结构和电子性质的可调性而得到了广泛的应用酚羟基,但由于它们在空气中的不稳定性且难以处理,仍不是钯催化的理想配体。因此,开发新型的无磷或无碳的化合物并且能够在环境友好的条件进行Suzuki-Miyaura反应是十分必要的。其中含氮配体构建的Pd催化剂得到了大量的报道,例如,氮-杂环、席夫碱、肟、腙类衍生物。这类催化剂因其价格低廉、无毒、在空气中稳定、活性好而被用于Suzuki偶联反应。值得注意的是,席夫碱作为一种重要的催化剂配体,不仅可以像磷配体一样灵活地调节电子和空间性质,而且合成简单,对空气不敏感。特别是席夫碱配体的配位方式受到与席夫碱结合的不同N杂环的调节,因此其催化作用也容易得到相应的改变。同时,辅助配体对钯催化剂的调节也起着一定的作用,卤素是钯催化中使用的一类辅助配体,卤素的类型及数量对Suzuki-Miyaura反应会产生不同的催化效果。
众所周知,在钯催化剂催化Suzuki-Miyaura反应中,首先钯催化剂要从Pd(II)的稳定状态解离为单配体配位的Pd(0)活性中间体,进而Pd(0)活性中间体经过氧化加成、金属转移、还原消除3个历程完成催化,因此,钯催化剂的催化效率受到Pd(II)/Pd(0)解离效率的影响。内蒙古工业大学化工学院韩利民教授课题组先前研究了具有不同供电子能力的吡啶辅助配体对钯催化剂催化效率的影响,结果表明,吡啶配体供电子能力的强弱会影响其与金属钯连接的键能,进而影响钯配合物的稳定性。当辅助配体的供电子能力较强时,其从钯催化剂中的解离效率就会降低,这会阻碍零价钯活性物质的生成,从而降低偶联反应的产率。本文合成一个氨基酚类的三齿席夫碱配体,通过改变溶剂调控配位方式,得到两个含有不同氯离子数量的钯配合物(Scheme 1),并通过配合物的单晶结构对不同配位模式下钯配合物的结构进行比较,并通过核磁数据分析了不同配位结构对钯中心电子云密度的影响。
DOI: 10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.20231
基金项目:国家自然科学基金资助项目(21462029)
第一作者简介:郭丽娜(1985- ),女,汉族,内蒙古呼和浩特人,博士研究生,主要从事功能材料的合成及应用研究。E-mail: 20100000025@imut.edu.cn
通信联系人:韩利民,博士,教授,博士生导师,E-mail: hanlimin@imut.edu.cn