过渡金属催化C-N键的形成反应研究及应用

发布时间：2020-12-08 00:59

　　碳-氮键是最常见的一种化学键,普遍存在于许多生物大分子和各种有机分子中。并且在科学研究和工业应用等领域具有碳-氮键的含氮化合物都发挥着重要的作用。因此,高效合成碳-氮键的化学物是具有相当大的科研潜力的。本文的主要工作是使用过渡金属催化碳-氮键的形成以合成含氮的化合物如1,3,5-均三嗪衍生物、含氮功能性多面体笼状配合物和氮掺杂多孔性碳材料,以及将该氮掺杂碳材料应用于光催化分解水产氢和染料吸附等领域。具体工作从下面几个要点出发:1、1,3,5-均三嗪含有πT-共轭体系使得它具有高电子缺陷和空间共面性等特性,从而成为化学研究的一个重点领域,并在高热稳定性材料、光学材料、表面活性剂、染料和医药、纺织等行业领域发挥着重要作用。因此博士阶段将致力于研究如何使用简单易得的原料在温和的反应条件下制备1,3,5-均三嗪类化合物单晶样品。经过研究发现通过使用TiCl4作为路易斯酸催化剂催化乙腈和苯甲腈发生环三聚反应,在溶剂热的反应条件下能够成功的制备具有C-N键的1,3,5-均三嗪衍生物即乙腈聚合物[（CH3）3C3N3]和苯甲腈聚合物[（C6H6）3C3N3]化合物,且得到单晶样品。经过单晶X-射线衍... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：117 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．３５：钌ｎ卜啉催化分子内Ｃ－Ｎ键的形成反应

?ＣＨ３ＣＮ，?８２?Ｘ?Ｒ，??图１．３６：独特的双Ａｇ（Ｉ）配合物催化的饱和Ｃ－Ｈ键的高效酰胺化反应。??２００５年，Ｃｈｉ－Ｍｉｎｇ?Ｃｈｅ课题组首次报道了使用手性金属纳米锰（ＩＩＩ）作为??席夫碱催化氨基磺酸酯的对映选择性分子内酰胺化反应，并具有中等至好的产率??和底物转化率，该反应具有独特的顺式选择性和较好的对映选择性，具体反应过??程如图１．３７。１８２??〇?，Ｒ?Ｒ??ＮＨ？??—?？?［ｆＡｌ］?＝?Ｂ＊??６?ＰｈＩ（ＯＡｃ）？?〇－ｓ；〇?＆ｒ＾??Ｒ?＝?ａｌｋｙｌ，?ａｒｙｌ?ｕｐ?ｔｏ?９２％?ｙｉｅｉｄ??０＝１，２?ａｎｄ?７９％?ｅｅ??图１．３７：手性金属纳米Ｍｎ（ＩＩＩ）催化氨基磺酸酯的对映选择性分子内酰胺化。??１．４本论文的立题依据以及研究思路??基于上述论述可知，Ｃ－Ｎ键是最常见的一种化学键，普遍存在于许多生物大??分子和各种有机分子中。同时

＼?＾??图３．７：乙腈聚合物［（ＣＨ３）３Ｃ３Ｎ３］晶体结构示意图??单晶衍射数据表明乙腈聚合物［（ＣＨ３）３Ｃ３Ｎ３］的分子式可以表示为Ｃ６Ｈ９Ｎ３。接??下来我们对其结构进行详细描述与讨论。单晶结构分析乙腈聚合物［ＣＣＨ３）３Ｃ３Ｎ３Ｊ??晶体显示其属于正交晶系并归于Ａｍａ２空间群。乙腈聚合物［（ＣＨ３）３Ｃ３Ｎ３］晶体的??整体结构是由乙腈小分子发生环三聚反应制备得到１，３，５－均三嗪衍生物乙腈聚合??物［（ＣＨ３）３Ｃ３Ｎ３］。图３．７是乙腈聚合物［（ＣＨ３）３Ｃ３Ｎ３］晶体结构示意图。我们可以观??察到乙腈小分子的腈基（－ＣＮ）通过环三聚反应形成一个Ｃ－Ｎ六元环结构，同时??六元环中每个Ｃ原子与外围集团甲基（－ＣＨ３）通过Ｃ－Ｃ键形成一个新的１，３，５－??均三嗪衍生物乙腈聚合物［（ＣＨ３）３Ｃ３Ｎ３；｜。??３．?３．?２乙腈聚合物［（ＣＨ３）３Ｃ３Ｎ３］单晶的粉末Ｘ－射线衍射（ＰＸＲＤ）图谱分析与讨??论???Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ???Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ??ｔ?ｌｌ?ＪＬ??８?１２?１６?２０??２０?（ｄｅｇｒｅｅ）??图３．８：乙腈聚合物［（ＣＨ３）３Ｃ３Ｎ３］晶体的粉末Ｘ－射线衍射（ＰＸＲＤ）图??通过乙腈聚合物［（ＣＨ３）３Ｃ３Ｎ３］的粉末Ｘ－射线衍射（ＰＸＲＤ）实验数据分别与??单晶Ｘ射线衍射模拟的数据进行比较，可以得出这二者数据吻合得很好，并没??有出现杂峰


本文编号：2904176