Pd(OAc)_2催化的[60]富勒烯衍生化反应研究

【摘要】在过去的三十年间富勒烯化学得到了广泛的研究和发展。在各种各样的富勒烯衍生化反应中,过渡金属盐促进的和催化的富勒烯反应为丰富和拓展富勒烯的衍生化提供了很多有力的方法和途径。尽管过渡金属钯化合物在有机合成中有着广泛的应用,然而只有很少的例子把其应用于富勒烯化学中。钯催化的有机化学反应具有高效一次实现多步C-H键活化的特性,因而可以方便的一步构筑复杂的分子结构。正因为如此,研究钯催化的富勒烯有机化学反应是一个非常有价值和研究前景的课题。本论文的主要内容也正是研究钯催化下C60与各种有机化合物的反应。在第一章中,我们简要综述了过渡金属盐促进的和催化的富勒烯反应的研究进展。通过对近来报道文献的综述和介绍,我们发现过渡金属钯催化的富勒烯反应已逐渐成为富勒烯衍生化反应的研究前沿和热点。在第二章中,我们设想磺酸作导向基团实现钯催化的C-H键活化反应的可能性,并尝试将其应用于C60的衍生化反应中。由于磺酸的强吸电子性,与其相连苯环的邻位C-H键活性很低,较难发生导向的C-H键活化过程。然而以C60作为反应底物,我们的研究最终实现了这一过程。通过钯催化的磺酸导向的芳基邻位C-H键活化,我们合成出了一系列新颖的C60芳基磺酸内酯衍生物。在第三章中,我们进一步拓展了这种Pd催化的磺酸导向的C-H键活化环化反应。我们发现普通芳烃也可以与芳基磺酸在Pd(OAc)2催化下发生磺内酯化反应。这种使用非常便宜和易得的起始原料一步合成各种芳基磺酸内酯的方法,比之前多步的方法更有优势。在第四章中,我们尝试了噻吩及呋喃类衍生物和C60的偶联反应。我们实现了C60和这类五元杂环化合物的交叉偶联及乙酰氧基化反应。通过这一方法,我们合成及表征了一系列的杂环和乙酰氧基取代的C601,2-衍生物。此外我们也发现二茂铁在相似的条件下可以与C60发生偶联和乙酰氧基化反应,生成类似的1,2加成产物。这种芳杂环和二茂铁与C60直接的偶联是首次实现。
【作者】李飞；
【导师】王官武；
【作者基本信息】中国科学技术大学，纳米化学，2012，博士
【关键词】C60；钯催化；芳基磺酸；磺酸基导向；C-H键活化；磺酸内酯；噻吩；呋喃；二茂铁；偶联；乙酰氧基化；

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