全氟辛基磺酸茂锆催化C-C（N）键的形成

论文摘要

路易斯酸作为催化剂在有机合成中占有重要地位。有机金属配合物发展迅速，其中有机锆化合物作为路易斯酸，能够催化多种化学反应，成为化学研究的热点。但由于大多数锆化合物性质活泼，遇空气和水分极易潮解，并且有些酸性较弱，催化活性不高，从而限制了有机锆化合物的应用。研究发现，在锆化合物中引入吸电子基团能很好的提高酸性和对水的稳定性。本课题组合成了性质稳定，耐水耐氧并具有较强酸性的茂金属全氟烷基磺酸配合物：二（全氟辛基磺酸）二茂锆。研究发现，该催化剂能很好的催化酯化反应、酯交换反应、烯丙基化反应、曼尼希反应，且催化剂可重复使用，实验过程条件温和，操作简便。因此，本文以二（全氟辛基磺酸）二茂锆为催化剂，用以催化C-C键、C-N键的形成，并成功的合成了二吲哚甲烷衍生物、β-氨基醇、酰胺以及酰胺烷基萘酚衍生物。具体工作如下：1.二（全氟辛基磺酸）二茂锆催化二吲哚甲烷衍生物的合成。室温条件下，以THF为溶剂，该配合物催化吲哚与醛/酮反应，合成了一系列不同结构的二吲哚甲烷衍生物，实验无需严格无水无氧操作，反应时间短，催化剂可重复使用，无副产物生成，产率达90%以上。2.二（全氟辛基磺酸）二茂锆催化β-氨基醇的合成。室温，无溶剂条件下，该配合物催化等量的环氧与胺发生加成开环反应，合成了一系列不同结构的β-氨基醇，产率80%以上。反应过程条件温和，无副产物生成，操作简便，催化剂可重复使用。3.二（全氟辛基磺酸）二茂锆催化酰胺的合成。结果表明：无溶剂，加热至100℃，该配合物能有效的催化等摩尔量的脂肪族羧酸与胺类发生酰胺化反应，并且催化剂可多次重复使用，反应时间短，无副产物生成，产率在89%以上。4.二（全氟辛基磺酸）二茂锆催化酰胺烷基萘酚的合成。THF为溶剂加热回流条件下，该配合为能有效催化等摩尔量的β-萘酚、乙酰胺与醛/酮反应，合成相应结构的酰胺烷基萘酚。催化剂可重复使用，实验过程操作简便，无副产物生成，产率达87%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 Lewis 酸在化学中的应用
• 1.1.1 Lewis 酸简介
• 1.1.2 Lewis 酸的催化应用
• 1.2 有机锆化合物在化学中的应用
• 1.2.1 锆化合物简介
• 1.2.2 锆化合物的催化应用
• 1.3 全氟有机化合物在有机合成中的应用
• 1.3.1 全氟有机化合物简介
• 1.3.2 全氟配合物的催化应用
• 1.4 选题背景及思路
• 第2章 二（全氟辛基磺酸）二茂锆催化二吲哚甲烷衍生物的合成
• 2.1 前言
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 反应条件的探索
• 2.2.2 催化剂的重复使用
• 2.2.3 二吲哚甲烷衍生物的合成
• 2.2.4 反应机理推断
• 2.3 结论
• 2.4 实验部分
• 2k）的合成'>2.4.1 催化反应：化合物（2a²k）的合成
• 2.4.2 化合物光谱数据
• 2.5 代表化合物谱图
• 第3章 二（全氟辛基磺酸）二茂锆催化β-氨基醇的合成
• 3.1 前言
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 反应条件的探索
• 3.2.2 催化剂的重复使用
• 3.2.3 β-氨基醇的合成
• 3.3 结论
• 3.4 实验部分
• 3k）的合成'>3.4.1 催化反应：化合物（3a³k）的合成
• 3.4.2 化合物光谱数据
• 3.5 代表化合物谱图
• 第4章 二（全氟辛基磺酸）二茂锆催化酰胺的合成
• 4.1 前言
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 反应条件的探索
• 4.2.2 催化剂的重复使用
• 4.2.3 酰胺类化合物的合成
• 4.3 结论
• 4.4 实验部分
• 4k）的合成'>4.4.1 催化反应：化合物（4a⁴k）的合成
• 4.4.2 化合物光谱数据
• 4.5 代表化合物谱图
• 第5章 二（全氟辛基磺酸）二茂锆催化酰胺烷基萘酚的合成
• 5.1 前言
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 反应条件的探索
• 5.2.2 催化剂的重复使用
• 5.2.3 酰胺烷基萘酚衍生物的合成
• 5.2.4 反应机理推断
• 5.3 结论
• 5.4 实验部分
• 5f）的合成'>5.4.1 催化反应：化合物（5a⁵f）的合成
• 5.4.2 化合物光谱数据
• 5.5 代表化合物谱图
• 结论
• 参考文献
• 致谢