[发明专利]一种含酚桥联咪唑盐的离子型铁(III)配合物及其应用

说明书

技术领域

本发明属于配体及配合物领域，具体涉及一种含酚桥联咪唑盐的离子型铁(III)配合物及其应用。

背景技术

过渡金属催化的亲核性碳原子与卤代烃的交叉偶联反应是形成C-C键的一个重要反应类型，已经成为有机合成中不可缺少的一个手段，被广泛应用于生物、医药、农药、精细化工品和先进材料等的合成，并为社会带来了显著的经济效益(参见：de Meijere，A.；Diederich，F.；Eds.Metal-Catalyzed Cross-Coupling Reactions，2nd ed.；Wiley-VCH：Weinheim，2004)。在过去的30年里，人们开发了大量的过渡金属催化剂，其中最有成效的是钯系和镍系催化剂，它们不仅提供了最丰富的和最高效的催化性能，还为交叉偶联反应机理的深入研究提供了最大的可能，相关的研究成果获得了2010年的诺贝尔化学奖。但是，这些催化剂也面临着一些不容忽视的问题，例如钯系催化剂的价格瓶颈、镍系催化体系的毒性、所用配体多为有毒的有机膦或胺类化合物、反应条件较苛刻等，特别是由于易发生β-H消除副反应而在含β-H的烷基卤代烃参与的交叉偶联反应中有很大的局限性(参见：Cárdenas，D.J.Angew.Chem.Int.Ed.2003，42，384)。

最近十年，随着社会对环保、资源、能源的需求，人们在现代有机化学可持性发展这一理念的指导下将目光再次聚焦到了铁系催化剂的研发上(参见：Bolm，C.；Legros，J.；Paih，J.Le.；Zani，L.Chem.Rev.2004，104，6217)。铁是地球上含量最丰富、最便宜也是无毒的金属之一。已有的研究结果表明：与传统的钯、镍催化体系相比较，铁系催化剂不仅具有价廉易得、毒性很小甚或无毒性、生物相容性好、环境友好等优点，而且在适当配体的修饰下还能显示一些独特的催化性能(参见：Czaplik，W.M.；Mayer，M.；，J.；Wangelin，A.J.von ChemSusChem 2009，2，396)。

铁系催化剂最显著的一个催化性能是可以在温和条件下有效催化含β-H的烷基卤代烃、特别是烷基仲卤代烃参与的交叉偶联反应。例如：2004年Nakamura等人报道了用三氯化铁和四甲基乙二胺(TMEDA)组成的催化体系催化芳基格氏试剂与烷基卤代烃的交叉偶联反应(参见：Nakamura，M.；Matsuo，K.；Ito，S.；Nakamura，E.J.Am.Chem.Soc 2004，126，3686)；同年，Hayashi、和Bedford分别发现Fe(acac)₃(参见：Nagano，T.；Hayashi，T.Org.Lett.2004，6，1297)、低价态铁配合物[Li(tmeda)]₂[Fe(C₂H₄)₄](参见：Martin，R.；，A.Angew.Chem.Int.Ed.2004，43，3955)和一系列Salen型铁(III)配合物(参见：Bedford，R.B.；Bruce，D.W.；Frost，R.M.；Goodby，J.W.；Hird，M.Chem.Commun.2004，2822)也可以在温和条件下催化上述交叉偶联反应。这些开创性的研究结果表明：铁系催化剂具有明显不同于钯、镍催化剂的催化性能，即能有效地抑制β-H消除副反应、顺利地构建sp²-C～sp³-C键。随后，相关铁系催化剂的开发和优化、反应底物的拓展即成为当前交叉偶联反应研究中一个热点。已有的研究工作表明：将简单FeCl₃转变成由特定配体修饰的铁配合物是对这类催化剂进行优化和发展的一个最有效途径(参见：Noda，D.；Sunada，Y.；Hatakeyama，T.；Nakamura，M.；Nagashima，H.J.Am.Chem.Soc.2009，131，6078)，可有效避免由直接使用FeCl₃所带来的一些问题，如：由FeCl₃的纯度或商业来源造成的收率波动，由FeCl₃的易潮解性带来的操作困难，过量配体的使用，投料速度过慢等。