工业催化专业毕业论文工业催化专业毕业论文 精品论文精品论文 手性含硫配体的设计合成及手性含硫配体的设计合成及在不对称转移氢化中的应用在不对称转移氢化中的应用关键词：手性含硫配体关键词：手性含硫配体 不对称转移氢化不对称转移氢化 芳香酮芳香酮 手性芳香醇手性芳香醇摘要：优秀的手性配体是实现高对映选择性不对称催化的关键。与传统的含膦、 氮和氧的手性配体相比，手性含硫配体的研究相对较少，一个重要的原因是习 惯上认为硫会使催化剂中毒。然而，硫原子有丰富的电子性质和结构特性，近 年来手性含硫配体的开发与应用研究已渐露头角。本论文的研究集中在新型手 性含硫配体的设计合成及在不对称转移氢化中的应用，包括以下四部分内容： 1.手性硫醚三齿配体的设计合成、结构表征与催化性能研究。以 2-苯硫基邻苯 甲醛为原料合成了手性硫醚三齿配体 C6N(NH)S 和 C6(NH)2S，获得了 C6N(NH)S 的单晶结构，并将硫醚配体分别与钌、铑或铱络合物组合的催化体系，应用在 苯丙酮的不对称催化还原中，得到了较高的催化活性和中等的对映选择性。 2.手性胺噻吩配体 C6(NH)2S2 在芳香酮的不对称转移氢化中的应用研究。合成 了一系列噻吩配体 C6N2S2、C6(NH)2S2 和 Ph2N2S2，分别与钌、铑或铱络合物 现场形成催化体系，其中 C6(NH)2S2/IrCl(cod)PPh3 组合的催化体系可高手性 效率地实现一系列手性芳香醇的不对称催化合成，对映选择性最高可达到 96 ee。当底物与催化剂的摩尔比达到 600：1 时仍然能保持高的转化率和对映选择 性。在此基础上，进一步合成了手性胺噻吩配体的铱化合物Ir(cod)-C6(NH) 2S2Cl，在催化反应中亦能得到高的转化率和好的对映选择性(最高达 87ee)； 同时使用 X 射线光电子能谱(XPS)研究了手性胺噻吩配体在中心金属铱周围的配 位环境，结果表明手性胺噻吩配体通过氮原子与金属中心铱进行配位，而硫原 子不参与配位。用 2-呋喃甲醛代替 2-噻吩甲醛作为原料合成了手性胺呋喃配体 C6(NH)2O2，并应用于催化，其效率明显低于噻吩配体，说明手性噻吩配体中的 硫原子虽然不直接参与配位，但对催化反应的转化率和对映选择性都起到了重 要的促进作用。 3.修饰噻吩配体中氮的连接基团，实现了手性胺联二噻吩/ 铱混合体系催化芳香酮的不对称转移氢化。胺联二噻吩配体 C6(NH)2S4 与铱络 合物 IrCl(CO)(PPh3)2 组合原位催化芳香酮的转移氢化，可得到好的转化率和 高达 90ee 的对映选择性。合成了手性胺噻吩配体的铱化合物Ir(cod)-C6(NH) 2S4Cl，其配位形式与手性胺噻吩配体类似。 4.设计合成了新型手性苯并噻 吩配体 C6N2(BT)2 和 C6(NH)2(BT)2，分别实现了水溶剂中以甲酸钠为氢源及异 丙醇兼做溶剂和氢源的不对称转移氢化。首先，以异丙醇为氢源，手性苯并噻 吩配体分别与钌、铑、铱或铁络合物组合，筛选出 C6(NH)2(BT)2/Ru3(CO) 9(TPPMS)3 催化体系的效果最佳，可以实现苯丙酮 97的转化率和 85ee 对映 选择性。本研究进一步考察了 C6(NH)2(BT)2/Ru3(CO)9(TPPMS)3 组成的催化体 系在水溶液中的转移氢化效果，以甲酸钠为氢源，筛选出最佳反应条件，用于 一系列芳香酮的高转化率和对映选择性的转移氢化。其中对于底物苯基异丙基 酮和 2-甲基苯乙酮，其对映选择性可达 95ee；对苯基环己基酮高达 96ee。此外，对于杂环酮，如噻吩乙酮和噻吩丙酮也获得了较好的结果。这 些研究结果初步表明了含硫配体在实现水溶液中的不对称催化是可行的，值得 进一步探索。正文内容正文内容优秀的手性配体是实现高对映选择性不对称催化的关键。与传统的含膦、 氮和氧的手性配体相比，手性含硫配体的研究相对较少，一个重要的原因是习 惯上认为硫会使催化剂中毒。然而，硫原子有丰富的电子性质和结构特性，近 年来手性含硫配体的开发与应用研究已渐露头角。本论文的研究集中在新型手 性含硫配体的设计合成及在不对称转移氢化中的应用，包括以下四部分内容： 1.手性硫醚三齿配体的设计合成、结构表征与催化性能研究。以 2-苯硫基邻苯 甲醛为原料合成了手性硫醚三齿配体 C6N(NH)S 和 C6(NH)2S，获得了 C6N(NH)S 的单晶结构，并将硫醚配体分别与钌、铑或铱络合物组合的催化体系，应用在 苯丙酮的不对称催化还原中，得到了较高的催化活性和中等的对映选择性。 2.手性胺噻吩配体 C6(NH)2S2 在芳香酮的不对称转移氢化中的应用研究。合成 了一系列噻吩配体 C6N2S2、C6(NH)2S2 和 Ph2N2S2，分别与钌、铑或铱络合物 现场形成催化体系，其中 C6(NH)2S2/IrCl(cod)PPh3 组合的催化体系可高手性 效率地实现一系列手性芳香醇的不对称催化合成，对映选择性最高可达到 96 ee。当底物与催化剂的摩尔比达到 600：1 时仍然能保持高的转化率和对映选择 性。在此基础上，进一步合成了手性胺噻吩配体的铱化合物Ir(cod)-C6(NH) 2S2Cl，在催化反应中亦能得到高的转化率和好的对映选择性(最高达 87ee)； 同时使用 X 射线光电子能谱(XPS)研究了手性胺噻吩配体在中心金属铱周围的配 位环境，结果表明手性胺噻吩配体通过氮原子与金属中心铱进行配位，而硫原 子不参与配位。用 2-呋喃甲醛代替 2-噻吩甲醛作为原料合成了手性胺呋喃配体 C6(NH)2O2，并应用于催化，其效率明显低于噻吩配体，说明手性噻吩配体中的 硫原子虽然不直接参与配位，但对催化反应的转化率和对映选择性都起到了重 要的促进作用。 3.修饰噻吩配体中氮的连接基团，实现了手性胺联二噻吩/ 铱混合体系催化芳香酮的不对称转移氢化。胺联二噻吩配体 C6(NH)2S4 与铱络 合物 IrCl(CO)(PPh3)2 组合原位催化芳香酮的转移氢化，可得到好的转化率和 高达 90ee 的对映选择性。合成了手性胺噻吩配体的铱化合物Ir(cod)-C6(NH) 2S4Cl，其配位形式与手性胺噻吩配体类似。 4.设计合成了新型手性苯并噻 吩配体 C6N2(BT)2 和 C6(NH)2(BT)2，分别实现了水溶剂中以甲酸钠为氢源及异 丙醇兼做溶剂和氢源的不对称转移氢化。首先，以异丙醇为氢源，手性苯并噻 吩配体分别与钌、铑、铱或铁络合物组合，筛选出 C6(NH)2(BT)2/Ru3(CO) 9(TPPMS)3 催化体系的效果最佳，可以实现苯丙酮 97的转化率和 85ee 对映 选择性。本研究进一步考察了 C6(NH)2(BT)2/Ru3(CO)9(TPPMS)3 组成的催化体 系在水溶液中的转移氢化效果，以甲酸钠为氢源，筛选出最佳反应条件，用于 一系列芳香酮的高转化率和对映选择性的转移氢化。其中对于底物苯基异丙基 酮和 2-甲基苯乙酮，其对映选择性可达 95ee；对苯基环己基酮高达 96ee。此外，对于杂环酮，如噻吩乙酮和噻吩丙酮也获得了较好的结果。这 些研究结果初步表明了含硫配体在实现水溶液中的不对称催化是可行的，值得 进一步探索。 优秀的手性配体是实现高对映选择性不对称催化的关键。与传统的含膦、氮和 氧的手性配体相比，手性含硫配体的研究相对较少，一个重要的原因是习惯上 认为硫会使催化剂中毒。然而，硫原子有丰富的电子性质和结构特性，近年来 手性含硫配体的开发与应用研究已渐露头角。本论文的研究集中在新型手性含 硫配体的设计合成及在不对称转移氢化中的应用，包括以下四部分内容： 1.手性硫醚三齿配体的设计合成、结构表征与催化性能研究。以 2-苯硫基邻苯甲 醛为原料合成了手性硫醚三齿配体 C6N(NH)S 和 C6(NH)2S，获得了 C6N(NH)S 的 单晶结构，并将硫醚配体分别与钌、铑或铱络合物组合的催化体系，应用在苯 丙酮的不对称催化还原中，得到了较高的催化活性和中等的对映选择性。 2. 手性胺噻吩配体 C6(NH)2S2 在芳香酮的不对称转移氢化中的应用研究。合成了 一系列噻吩配体 C6N2S2、C6(NH)2S2 和 Ph2N2S2，分别与钌、铑或铱络合物现 场形成催化体系，其中 C6(NH)2S2/IrCl(cod)PPh3 组合的催化体系可高手性效 率地实现一系列手性芳香醇的不对称催化合成，对映选择性最高可达到 96 ee。当底物与催化剂的摩尔比达到 600：1 时仍然能保持高的转化率和对映选择 性。在此基础上，进一步合成了手性胺噻吩配体的铱化合物Ir(cod)-C6(NH) 2S2Cl，在催化反应中亦能得到高的转化率和好的对映选择性(最高达 87ee)； 同时使用 X 射线光电子能谱(XPS)研究了手性胺噻吩配体在中心金属铱周围的配 位环境，结果表明手性胺噻吩配体通过氮原子与金属中心铱进行配位，而硫原 子不参与配位。用 2-呋喃甲醛代替 2-噻吩甲醛作为原料合成了手性胺呋喃配体 C6(NH)2O2，并应用于催化，其效率明显低于噻吩配体，说明手性噻吩配体中的 硫原子虽然不直接参与配位，但对催化反应的转化率和对映选择性都起到了重 要的促进作用。 3.修饰噻吩配体中氮的连接基团，实现了手性胺联二噻吩/ 铱混合体系催化芳香酮的不对称转移氢化。胺联二噻吩配体 C6(NH)2S4 与铱络 合物 IrCl(CO)(PPh3)2 组合原位催化芳香酮的转移氢化，可得到好的转化率和 高达 90ee 的对映选择性。合成了手性胺噻吩配体的铱化合物Ir(cod)-C6(NH) 2S4Cl，其配位形式与手性胺噻吩配体类似。 4.设计合成了新型手性苯并噻 吩配体 C6N2(BT)2 和 C6(NH)2(BT)2，分别实现了水溶剂中以甲酸钠为氢源及异 丙醇兼做溶剂和氢源的不对称转移氢化。首先，以异丙醇为氢源，手性苯并噻 吩配体分别与钌、铑、铱或铁络合物组合，筛选出 C6(NH)2(BT)2/Ru3(CO) 9(TPPMS)3 催化体系的效果最佳，可以实现苯丙酮 97的转化率和 85ee 对映 选择性。本研究进一步考察了 C6(NH)2(BT)2/Ru3(CO)9(TPPMS)3 组成的催化体 系在水溶液中的转移氢化效果，以甲酸钠为氢源，筛选出最佳反应条件，用于 一系列芳香酮的高转化率和对映选择性的转移氢化。其中对于底物苯基异丙基 酮和 2-甲基苯乙酮，其对映选择性可达 95ee；对苯基环己基酮高达 96ee。此外，对于杂环酮，如噻吩乙酮和噻吩丙酮也获得了较好的结果。这 些研究结果初步表明了含硫配体在实现水溶液中的不对称催化是可行的，值得 进一步探索。 优秀的手性配体是实现高对映选择性不对称催化的关键。与传统的含膦、氮和 氧的手性配体相比，手性含硫配体的研究相对较少，一个重要的原因是习惯上 认为硫会使催化剂中毒。然而，硫原子有丰富的电子性质和结构特性，近年来 手性含硫配体的开发与应用研究已渐露头角。本论文的研究集中在新型手性含 硫配体的设计合成及在不对称转移氢化中的应用，包括以下四部分内容： 1. 手性硫醚三齿配体的设计合成、结构表征与催化性能研究。以 2-苯硫基邻苯甲 醛为原料合成了手性硫醚三齿配体 C6N(NH)S 和 C6(NH)2S，获得了 C6N(NH)S 的 单晶结构，并将硫醚配体分别与钌、铑或铱络合物组合的催化体系，应用在苯 丙酮的不对称催化还原中，得到了较高的催化活性和中等的对映选择性。 2. 手性胺噻吩配体 C6(NH)2S2 在芳香酮的不对称转移氢化中的应用研究。合成了 一系列噻吩配体 C6N2S2、C6(NH)2S2 和 Ph2N2S2，分别与钌、铑或铱络合物现 场形成催化体系，其中 C6(NH)2S2/IrCl(cod)PPh3 组合的催化体系可高手性效率地实现一系列手性芳香醇的不对称催化合成，对映选择性最高可达到