[发明专利]三核氮杂环卡宾钯化合物及合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于金属有机化合物的合成及应用技术领域，涉及一类三核氮杂环卡宾钯化合物及其制备方法和其在催化氯代芳烃与芳基硼酸的Suzuki偶联反应中的应用。

背景技术

金属钯催化的反应在现代有机合成化学和工业催化中占据着举足轻重的地位，吸引了化学家们的广泛兴趣。1995年Herrmann研究小组(参考文献Angew.Chem.Int.Ed.1995,34,2371.)首次报道了两种卡宾钯催化剂实现了氮杂环卡宾与金属钯的结合，并应用于Heck和Suzuki偶联反应得到较好的催化效果，从此开辟了使用氮杂环卡宾钯化合物进行均相催化的先河。近些年各种各样的氮杂环卡宾钯化合物被设计合成并相继报道，在应用方面也取得了一些显著性的进展(参考文献(a)Angew.Chem.Int.Ed.,2008,47,3122.(b)Chem.Soc.Rev.,2008,37,2691.(c)Chem.Rev.,2009,109,3612.(d)Chem.Soc.Rev.,2011,40,5151.(e)Coordination Chemistry Reviews,2012,256,1787.(f)Chem.Soc.Rev.,2015,44,5040.)。例如：Navarro研究小组报道的NHC-Pd(II)-Et₃N化合物(参考文献Synlett,2014,25,2225.)应用到Mirozoki-Heck偶联反应中，无需惰性气体氛围、反应时间短、收率较高；Organ,Tu,Thiel和Brenner等研究小组相继报道了NHC-Pd(II)-pyridine类型的化合物并作为高效的催化剂应用到了偶联反应、胺化反应、羰基化反应等不同的反应类型中(参考文献(a)Chem.Eur.J.,2010,16,10844.(b)Chem.Commun.,2011,47,12358.(c)Org.Lett.,2012,14,4250.(d)Eur.J.Inorg.Chem.,2013,2841.(e)Org.Lett.,2013,15,3678.(f)Adv.Synth.Catal.,2014,356,1873.(g)Chem.Eur.J.,2014,20,15790.(h)Org.Chem.Front.,2014,1,1261.)；Shao和Lu研究小组发展了NHC-Pd(II)-Im(Im＝1-甲基咪唑)和NHC-Pd(II)-Ox(Ox＝4,5-二氢恶唑)类型的化合物，并将其成功地应用到Suzuki-Miyaura偶联反应、对称二芳基酮的芳基化反应、直接C-H键芳基化反应等反应中，取得了较好的催化结果(参考文献(a)Org.Lett.,2013,15,6042.(b)Org.Lett.,2014,16,1984.(c)Organometallics,2014,33,1587.(d)J.Org.Chem.,2014,79,5806.(e)Tetrahedron,2015,71,544.)。

文献报道的部分单核氮杂环卡宾钯化合物

最近，Huynh和Wang研究小组将氮杂环卡宾、含氮辅助配体或含膦辅助配体与金属钯结合，成功制备出一系列双核氮杂环卡宾钯化合物，并将其应用到芳基氯化合物与芳基三烷氧基硅烷的Hiyama反应，芳基氯化合物与胺化合物的Buchwald-Hartwig胺化反应中(参考文献(a)Organometallics 2007,26,6447.(b)Dalton Trans.,2012,41,12031.(c)J.Organomet.Chem.2014,766,73.(d)Dalton Trans.,2014,43,7166.)。

文献报道的部分双核氮杂环卡宾钯化合物

尽管氮杂环卡宾钯化合物已经引起了人们的关注，并取得了一定的研究成果，目前三核及多核的氮杂环卡宾钯化合物及其应用还未见文献报道。另外从文献报道的例子我们可以看出，大部分双核氮杂环卡宾钯化合物的制备都是通过卡宾钯二聚体化合物的进一步解聚分步完成，“一锅煮”一步反应制备双核氮杂环卡宾钯化合物的报道相对较少。为了进一步丰富氮杂环卡宾钯化合物的种类，寻求一类新颖的、高效的、易于合成的催化剂，因此研究者希望通过“一锅煮”一步反应找到一种方便快捷合成三核氮杂环卡宾钯化合物的新方法并研究其用途。

发明内容

鉴于三核或多核的氮杂环卡宾钯化合物及其应用还未见报道，为了增加该类化合物的种类并开拓其应用领域，本发明的目的是提供一类三核氮杂环卡宾钯化合物。