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运用C-N偶联反应高效合成N-杂环卡宾前体

2014-06-07徐向亚张明森

石油化工 2014年10期

徐向亚,张明森

(中国石化 北京化工研究院,北京 100013)

运用C-N偶联反应高效合成N-杂环卡宾前体

徐向亚,张明森

(中国石化 北京化工研究院,北京 100013)

以苯硼酸、咪唑和卤代物为原料,CuI为催化剂,运用C-N偶联反应高效合成N-杂环卡宾(NHC)前体。利用GC和NMR等方法探讨了苯硼酸上不同取代基的电子效应及位阻效应对合成反应的影响,以及烷基化过程中卤代烷基上烷基的位阻效应对生成NHC前体的影响。实验结果表明,利用苯硼酸与咪唑上的仲N发生C-N偶联反应合成NHC前体,可拓展NHC取代基的种类。带给电子基团的取代基更易发生C-N偶联反应,且位阻越小越易发生。对C-N偶联反应产物进行烷基化时,使用碘代烷烃且烷基位阻较小时可增加反应几率。

碳-氮偶联反应;N-杂环卡宾前体;苯基硼酸;咪唑;烷基化

对N-杂环卡宾(NHC)的研究最早始于20世纪60年代Wanzlick[1-2]的工作,而其迅速发展却始于1991年Arduengo研究小组[3]成功分离得到NHC的固态晶体。NHC独特的性质引起了研究者的极大兴趣,尤其是NHC的强给电子能力、较弱的π电子接受能力及其易合成的性质,使研究者的关注重点集中于以NHC为配体合成各种金属络合物催化剂。近年来,NHC在过渡金属催化的偶联反应中得到了很大的发展,开始取代环境污染比较大的膦配体[4-6]。NHC的亲核性卡宾性质也开拓了其作为亲核催化剂的应用,推动了对合成各种结构稳定NHC的研究工作的开展[7]。

NHC前体(如咪唑盐)的合成常用两条路线。1)对咪唑的仲N原子进行亲核取代[8-9]:用烷基取代N原子上的氢,再在高温下对另一个N原子进行烷基化反应。……

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