[发明专利]用于在温和条件下还原氮杂环类化合物的环金属铱催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及有机化合物进行均相催化还原反应的催化剂，具体为一种用于在温和条件下还原氮杂环类化合物的环金属铱催化剂。

背景技术

有机化合物的均相催化还原反应是一类很热门的研究课题。其中，对于含C=C和C=O官能团的化合物，其还原反应的发展已经很成熟。但是，对于含C=N官能团的化合物尤其是氮杂环类化合物，由于其特殊的分子结构和芳香性，其还原反应较难进行，对其的研究成果也相对较少。

在以往的研究中，人们通常使用含有Rh，Ir，Ru，Os，Mo和Fe等过渡金属的催化剂对氮杂环类化合物进行均相催化反应。但是，这类反应通常需要在高温和高压（H₂）的条件下进行。而且，很多反应需要使用添加剂，比如：布朗斯特酸、碘和氯甲酸等。在2011年，Crabtree发现化合物[Ir(NHC)(PPh₃)(COD)][PF₆]可以在室温和低压（1-5atm，H₂）条件下对氮杂环类化合物进行氢化。但是，该方法的缺陷是必须使用PPh₃官能团来保证催化剂的活性，而且反应物仅限于喹啉类化合物。

所以，目前没有任何一种均相催化剂可以同时对多种氮杂环类化合物进行还原反应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于在温和条件下还原多种氮杂环类化合物的环金属铱催化剂。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种用于在温和条件下还原氮杂环类化合物的环金属铱催化剂，结构式如下：

1、催化剂的制备方法，如下：

1.1、配体的合成：

相应的酮和胺溶解在无水甲苯溶液中，在带有分子筛的情况下，加热回流18小时。得到的混合物通过硅藻土过滤，用乙酸乙酯进行洗脱。然后使用真空旋转蒸发仪将混合物干燥，得到粗产物在正己烷溶液中重结晶得到纯品，即配体。

原理：

举例：

1.2、环金属铱催化剂的合成

配体(2.05eq.)，[Cp*IrCl₂]₂(1.0eq.)和NaOAc(20.0eq.)以及一个搅拌棒装入一个加厚的玻璃试管中，试管装上一个有橡胶隔膜的试管帽。该试管反复充氮气3次，并在氮气保护下进行反应。利用注射器将干燥的CH₂Cl₂(10mL)溶液加入到试管中。然后，在室温、强力搅拌的情况下反应18小时。反应后的产物通过硅藻土过滤，用CH₂Cl₂溶液进行洗脱，用MgSO₄固体将其干燥并再次过滤，经过旋转蒸发得到粗产物。该粗产物在10:1正己烷/二氯甲烷溶液中重结晶，然后在真空条件下干燥并得到纯的产品，即催化剂。

采用不同的酮和胺可以合成如下12种环金属铱催化剂。

2、对催化剂和反应溶液的筛选：

以还原2-甲基喹啉（2a）对上述催化剂进行筛选，如表1：

表1