多相铜催化构建碳-碳键和碳-硼键研究.pdf

摘要

本学位论文基于介孔材料SBA-15或MCM-41作为催化剂载体所具有的优异

性能，合成了三种SBA-15或MCM-41负载的铜(I)配合物催化剂，研究了它们在

碳-碳键和碳-硼形成反应中的催化性能。研究工作主要包括以下三个部分：

1.设计合成了介孔材料SBA-15负载的L-脯氨酸铜(I)配合物[SBA-15-L-

Proline-CuI]，并对其结构进行了表征。研究了该新型负载铜催化剂在N-对甲苯

磺酰腙与三烷基硅基乙炔的交叉偶联反应中的催化性能。结果表明，以20mol%

t

SBA-15-L-Proline-CuI为催化剂，LiOBu为碱，各种N-对甲苯磺酰腙与三烷基硅

基乙炔的交叉偶联反应于二氧六环中在90-110℃能顺利进行，以中等至优异产

率生成了相应的烷基三烷硅基乙炔。该新型负载铜(I)配合物表现出与均相CuI

相当的催化效率，可以通过简单的离心过程而轻易回收，并且可循环再用12次

其催化效率没有明显降低。

2.以10mol%的2-氨乙胺基改性的介孔材料MCM-41负载铜(I)配合物[N,N-

CuI-MCM-41]为催化剂，研究了其催化端炔、重氮酯和醛的三组分偶联反应。结

果表明，该多相铜催化的端炔、重氮酯和醛的三组分偶联反应在温和条件下能有

效进行，以良好至优异产率高立体选择性的生成了各种2-烷氧羰基取代的

(E)-1,3-烯炔。该负载型铜(I)配合物可从廉价易得的原料出发经简单的制备途径

合成，表现出明显高于CuI的催化活性，并且可以在催化效率不显著下降的情况

下循环使用达10次以上。

3.以10mol%MCM-41负载NHC-铜(I)配合物[MCM-41-NHC-CuI]为催化剂，

研究了其催化芳基碘化物与频那醇硼烷的交叉偶联反应。结果表明，以氢化钠为

碱，该多相铜催化的芳基碘化物与频那醇硼烷的交叉偶联反应在THF中于室温

下能顺利进行，以良好产率生成了各种芳基硼酸酯。该多相铜(I)催化剂可以从易

得和廉价的原料出发通过简单的两步途径制备，表现出比CuI更高的催化活性，

并且可以循环使用10次以上而没有明显的活性降低。

关键词：介孔SBA-15；介孔MCM-41；负载铜催化剂；碳‒碳偶联；芳基硼酸酯

I

Abstract

Inthisdissertation,threemesoporousmaterialsSBA-15orMCM-41-supported

copper(I)complexeshavebeenpreparedonthebasisoftheexcellentpropertiesof

mesoporousmaterialsasthesupportsforimmobilizationoftransitionmetalcatalysts.

Weinvestigatedtheirapplicationincatalyticconstructionofcarbon-carbonand

carbon-boronbonds.Theresearchworksaredividedintothreeaspectsasfollows:

1.ThenewSBA-15-immobilizedL-proline-Cu(I)complex[SBA-15-L-Proline-

CuI]hasbeensynthesizedandcharacterized.Ahighlyefficientheterogeneous

copper(I)-catalyzedcross-couplingoftrialkylsilylethyneswithN-tosylhydrazoneshas

beenachievedindioxaneat90-110ºCwith