联咪唑硫化膦在催化反应中的应用【文献综述】.doc

文献综述 化学 联咪唑硫化膦在催化反应中的应用 关键词：联咪唑硫化膦，催化反应，有机金属化合物，偶联反应 从适应于环境友好的化学过程和以产品为导向的化工过程发展趋势来看，作为应用最为广泛的传统过程向可持续发展的绿色过程发展是必然趋势。在反应绿色化的研究过程中，利清洁的氧化剂，借助于固相材料为催化剂，使用对环境友好的溶剂体系，已成为绿色研究中追求资源节约、环境友好、条件温和及原子经济的一个重要研究方向，是替代传统的计量氧化反应、实现清洁生产的重要技术基础。然而，固相催化剂还远未得到工业上的广泛应用， 这主要是由于均相催化剂的化学稳定性和热稳定性差，并且难以实现循环利用。 为了解决这个问题，很多催化理论被提出来，并且不少化学家做了大量相关实验，积累了比较丰富的科学理论知识，也有了一定的成果。但仅有少量的固相过渡金属催化剂可以通过对配体结构进行小的改动来准确控制催化剂的空间和电子效应。 固相有机金属催化长期依赖膦配体。 尽管膦催化剂能有效调控反应活性和选择性, 但它们需要无氧操作以避免配体被氧化, 且需在升温条件下活化P-C键。这些条件都是比较苛刻的，所以现在必须进一步发展催化理论，因为在当今社会上催化剂已经在工业上取得了十分骄人的成绩，而相关理论却远远落后于此，不能达到生产的需求。为此，我们要从两方面入手。第一，不断涉及现在还在探索的科学领域，如固体物理学、结构化学和表面化学等，因为这些学科往往与催化反应有关；第二，改善催化工具，运用先进的科学实验设备，在硬件上达到一定的高度。 不少有机载体、无机载体以及间隔基已使用到Suzuki偶联反应中了。Suzuki反应是生成碳碳键的偶联反应中最重要的有机单元反应之一。和其他过渡金属催化下的芳烃偶联反应相比，Suzuki反应更有优势：反应条件温和；可容忍多种官能团；具有高度的化学选择性及立体选择性；反应可以在水中进行，环境友好；有机硼化合物试剂对空气稳定，且已商业化，此外含硼副产物无毒，易于除去。长期以来，均相催化剂如Pd(PPh3) 4、Pd(OAc)2 等在催化Suzuki反应中取得了令人瞩目的成果。但是，这类催化剂也存在不可忽视的缺点：1、多数膦配体对空气和水分敏感，需在惰性气体气氛中才能有效催化反应；2、 均相催化剂很难从反应混合物中分离，不能回收再利用，提高了成本；3、痕量的金属残留会污染产物，特别对要求较高的医药和某些精细化学品而言是致命的缺点。所以，近年来，研究人员关于Suzuki反应催化体系的研究兴趣主要集中在发展钯的非膦配体或无配体钯催化剂、多相催化剂以及具有催化活性的非钯过渡金属等领域。为此，人们开发了一系列的非均相催化剂体系，比如Pd／C、Pd／CNTs、Pd／Metal Oxide、Pd／Polymer、Pd纳米颗粒等体系。这些新的催化体系的研究和发展，大大扩宽了Suzuki反应催化剂的研究范围，一些催化剂的使用可以使得该反应在很温和的条件下发生(比如水溶液中、室温下等)。这些研究为Suzuki反应大规模工业化应用提供了可以借鉴的思路和方法。但是这些负载催化剂仍有如下不足有待解决：(1)在催化反应过程中，有活性物种钯的流失现象，有时还很严重；(2)在通常情况下，其催化活性和立体选择性控制能力不如均相催化剂．对于负载钯催化的Suzuki偶联反应机理，有人认为是脱落的钯起催化作用，在此过程中引起活性物种的流失。 另一方面，寻找来源广泛、价格便宜、催化活性更高的催化剂来代替昂贵的钯金属也是Suzuki反应发展的重要方向之一。近年来，人们逐渐开发了基于金属镍(Ni)、钴(Co)、铜(Cu)、锰(Mn)、金(Au)等的新型催化剂。这就涉及到了金属有机化合物。它作为化学材料一个重要分支在现代化学领域里的重要性是不言而喻的。自从金属有机化学成为一门独立的学科以来，其在理论及实际应用方面发展迅速，而大部分的金属有机材料都是基于芳香、芳杂环而衍生出来的，芳杂环因其特有的结构特点与金属形成的材料具有更特殊优良的性质，已涉及到电致、光致发光材料，分子催化，高分子聚合，有机合成化学，精细化工，医药中间体制备等众多领域。 随着现代科学的进步，金属有机配合物发光配合物有着广阔的应用前景，而作为金属有机配合物中最重要的组成就是有机配体的设计及选择。交叉偶联反应是作为在有机合成中构建C—C, C—N , C—S, C—B 等键的最重要的有效手段之一，包括卤代芳烃与有机硼（Suzuki反应）、锡（Stille反应）、硅（Hiyama反应）、锌（Negishi反应）、或镁（Kumada 反应）等反应,随着催化化合物的迅猛发展,金属化合物已经大量用于催化偶联反应。目前已有钯、镍、铜、钛、锆和钌等金属的化合物被用于催化偶联反应。其中，钯及其配合物因具有高效、高选择性以及稳定性，因而在交叉偶联反应中得