酰胺基稀土金属胺化物的合成、表征及在催化C-P和C-N键形成中的应用

【摘要】本文首先以酰胺HL1(HL1=[C6H5CONH(2,6-iPr2-C6H3)])为配体合成了4种酰胺基三价稀土胺化物，这些配合物都经过了包括X-射线单晶衍射分析在内的全面表征。考察了酰胺基稀土胺化物对于醛和胺的酰胺化反应的催化活性，并与均配的酰胺基稀土化合物的催化活性做了比较；考察了酰胺基三价稀土胺化物对于醛和不活泼酮的氢膦化反应的活性，比较了这些三价稀土胺化物与3种已知的酰胺基二价稀土胺化物催化活性的差异；初步探索了酰胺基三价和二价的稀土胺化物对于苯胺和苯腈的脒化反应的催化活性。主要研究结果如下：1.将酰胺配体HL1与Ln[N(SiMe3)2]3(Ln=Yb,Y)按照2:1的摩尔比发生配体交换反应，得到两个双酰胺基三价稀土单胺化合物Ln[N(SiMe3)2](κ2-L1)2(THF)(Ln=Yb(1),Y(2))。配合物1和2为六配位的C1对称结构，两个酰胺配体采取螯合的方式与中心金属相连，每个分子中保留一个硅胺基。两个配合物都经过X-ray单晶衍射和元素分析表征，并测定了配合物2的1HNMR和13CNMR。2.将酰胺配体HL1与Ln[N(SiMe3)2]3(Ln=Sm,Nd)按照1:1的摩尔比发生配体交换反应，得到两个单酰胺基三价稀土双胺化合物Ln[N(SiMe3)2]2(κ2-L1)(THF)(Ln=Sm(3),Nd(4))。配合物3和4为五配位的C1对称结构，酰胺配体采取螯合的方式与中心金属相连，每个分子中保留两个硅胺基。两个配合物都经过X-ray单晶衍射表征。3.考察了酰胺基三价稀土胺化物3和酰胺基二价稀土胺化物5和6对酰胺化反应的催化活性。系统筛选了醛和胺的投料比、催化剂用量、反应时间、溶剂等影响因素，并与中性的均配型酰胺基稀土化合物SmL14(μ-H)(THF)2(9)的催化活性进行了对比。研究表明，酰胺基三价稀土胺化物3对醛和胺的酰胺化反应具有最高的活性，而没有硅胺基存在的中性的酰胺基稀土化合物9的活性很低。以3为催化剂对底物进行了拓展，发现该催化体系对底物的通用性并不理想。4.考察了酰胺基三价稀土胺化物1和2以及酰胺基二价稀土胺化物{Ln[N(SiMe3)2](μ-O:κ2-L1)(THF)}2(Ln=Yb(5),Eu(6)),和Eu2[N(SiMe3)2]2(μ-O:κ2-L2)2(THF)3(8)（HL2=[C6H5CONH(2,6-Me2-C6H3)]）对C-P键形成反应的催化活性。研究表明，上述配合物对醛与亚磷酸二乙酯的加成反应具有很高的活性，配合物1,2和6能催化不活泼酮的氢膦化反应，以中等至高产率得到重要的生物活性物质α-羟基磷酸酯。该催化反应能在低催化剂用量、室温、短时间和无溶剂的温和条件下进行。其中三价镱的胺化物1活性最高，以1为催化剂对底物进行拓展，表明该催化剂具有良好的底物适应能力。5.考察了酰胺基三价稀土胺化物1、2和3，酰胺基二价稀土胺化物6、8和{Yb[N(SiMe3)2](μ-O:κ2-L2)(THF)}2(7)以及简单的稀土胺化物（Y[N(SiMe3)2]3和Eu[N(SiMe3)2]2）对脒化反应的催化活性。研究发现，这几类化合物对于苯胺和苯腈的脒化反应活性不高，当催化剂8用量提高到10mol%，80oC下反应24h，最高只能达到46%的产率。在配合物结构中引入酰胺基，并不能提高催化反应的活性。
【作者】赵璐；
【导师】赵蓓；
【作者基本信息】苏州大学，有机化学，2014，硕士
【关键词】酰胺基；稀土；合成；结构；氢膦化反应；酰胺化反应；脒化反应；

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