[发明专利]含桥式氮原子配体的有机铋离子化合物及其制备与应用

说明书

【技术领域】

本发明属于金属铋离子化合物及其合成与应用，具体地说涉及一类新型含 桥式氮原子配体的有机铋离子化合物及其制备方法与催化应用。

【背景技术】

铋在元素周期表中归属于15族，是该族中金属性最强的元素，在元素周期 表中是最重的稳定元素。铋通常使用3个6p电子成键，2个6s电子作为惰性 电子对。因此，铋的化合物大多数以+3价形式存在，也有很多+5价的有机铋 化合物。铋化合物具有低成本、易处理、低毒性和低放射性等绿色安全特性。

虽然铋作为一种相对无毒性的绿色重金属，但直到今天它作为催化剂在有 机合成中的应用仍然很有限。自从无机铋的化合物比如三氟甲磺酸铋和铋的卤 化物引起了人们将它作为有效催化有机合成的路易斯酸催化剂的研究兴趣，人 们的目光开始转向有机铋化合物。然而，关于有机铋化合物用作催化剂的报道 相对较少。原因可能是虽然部分有机铋化合物很稳定，可是路易斯酸性太弱， 作为催化剂的效果受到了显著影响。目前有很多学者报道，离子型的有机金属 路易斯酸具有较强的酸性，但是稳定性受到了影响。因此研制酸性又强，对空 气又稳定的路易斯酸是有机金属路易斯酸领域的重要研究课题。【参考文献： Chem Commun(2009)1679；Chem Commun(2009)1136；Organometallics 28(2009)1202；Angew Chem Int Ed 47(2008)6590；Organometallics 26(2007)1816； Bioorg Med Chem Lett 16(2006)1510；Polyhedron 24(2005)2994；J Organomet Chem 689(2004)3012；Angew Chem Int Ed 42(2003)1845；J Am Chem Soc 123(2001)11498；Tetrahedron Lett 30(1989)4841；CN 101265277A】。

我们对铋的有机化合物作为有机反应的催化剂很感兴趣。为了克服已有路 易酸的缺点，我们设想将具有强拉电子能力的阴离子引入到有机铋化合物以增 强其路易斯酸性和改变催化剂的理化性质，从而获得高效的路易酸催化剂。由 于5，6，7，12一四氢二苯[c，f][1，5]氮铋辛烯对空气稳定，可以用来设计有机金属路 易酸催化剂。本发明报道具有这种阳离子骨架结构的新型有机铋离子化合物及 其合成方法与催化应用。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种新型的含桥式氮原子配体的有机铋离子化合物 及其制备方法与催化应用。

为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案：

本发明的新型有机铋离子化合物，其结构式为：

配体的结构式为[(R¹)(R²)(R³)(R⁴)PhCH₂]N[R’][(R⁵)(R⁶)(R⁷)(R⁸)PhCH₂]，其 中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R’为相同或不相同的任意基团；其余与 铋直接相连的基团X是带有较强拉电能力的阴离子；且在该铋化合物中，Bi³⁺除与配体中的两个碳原子成键外，还与配体中的N原子形成配位键，与对应的 阴离子形成离子键。

本发明提供的有机铋离子化合物中，R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸优 选氢或烷基；R’优选苯基(Ph)、叔丁基(t-Bu)、环己基(Cy)或甲基(Me)。