配位聚合物催化剂的合成及其催化合成含氮杂环类化合物的研究

【作者】 李全全； 刘萍； 王尧宇；

【机构】 西北大学化学与材料科学学院；

【摘要】 含氮杂环化合物,如咪唑啉类和四嗪类化合物,作为一类重要的结构单元普遍存在于具有生物活性的天然产物及药物中,在有机合成、生物医学、配位化学等领域有着广泛的应用。^[1-4]然而,它们的合成过程常面临着产率低、毒性大、反应时间长、催化剂昂贵等问题。^[1-4]因此,开发高效的新型催化剂是该领域的热点之一。本课题组选择2-咪唑啉和1,2,4,5-四嗪类化合物的合成体系,尝试使用Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）的系列配位聚合物作为催化剂催化合成这两类含氮杂环化合物。Cu（Ⅱ）和Zn（Ⅱ）配合物催化性能研究表明,筛选出的Cu（Ⅱ）-CPs 1-6均能催化合成2-咪唑啉类化合物,而Zn（Ⅱ）-CPs 7-11可催化合成1,2,4,5-四嗪类化合物。但研究发现,Cu（Ⅱ）-CPs 1和2催化合成2-咪唑啉类化合物时,不同Cu（Ⅱ）配位几何构型的影响了反应体系的催化活化温度。当以三个带有不同取代基团的Salen配体构筑的配合物3-5催化该反应时,受Salen配体取代基团的影响其对2-咪唑啉的合成表现出不同的催化性能,具有较小空间位阻的给电子基团的Salen配体所构筑的配合物表现出最优的催化性能。在催化反应研究的基础上,进一步选用具有高稳定性大孔隙率的MOF6,通过实验探索芳香腈与1,2-二氨基丙烷耦合环化反应的反应机理,为MOF研究反应机理提供了重要的途径和信息。在Zn（Ⅱ）-CPs 7-11催化合成1,2,4,5-四嗪类化合物的研究中,初步研究五种含N封端配体构筑的配合物作为固体催化剂前驱体对催化合成3,6-二苯基-1,2,4,5-四嗪化合物的催化效果,含亚胺基团的dpa和ppda构筑的配合物催化效果明显高于2,2’-bpy和phen构筑的配合物。更多还原