[发明专利]一种含氟金属铱络合物及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种含氟金属铱络合物及其合成方法和应用，含氟金属铱络合物的分子式为C₃₄H₂₀F₁₆IrN₄P，其合成步骤包括四步独立的反应：（1）以2‑溴吡啶和2,4‑二氟苯硼酸反应形成的中间体Ⅰ为配体；（2）中间配体Ⅰ与铱化合物配位反应形成中间体Ⅱ；（3）中间体Ⅱ与4,4´‑二(三氟甲基)‑2,2´‑联吡啶或5,5´‑二(三氟甲基)‑2,2´‑联吡啶反应得到中间体Ⅲ；（4）最后使用六氟磷酸铵水溶液将中间体Ⅲ中的氯替换成PF₆，即制备完成。本发明的金属铱配合物应用于以四氢呋喃或N‑Boc吡咯烷为底物的烷基化反应，在外加蓝色光光源、弱有机碱存在条件下即能在加热条件下进行良好的烷基化反应，金属铱配合物的光催化效率较高，加成产物收率较高，是一种值得推广的优异的光催化剂。

技术领域

本发明属于过渡金属配合物的合成及应用技术领域，特别涉及一种一种含氟金属铱络合物及其合成方法和应用。

背景技术

烷基化反应是指向有机物分子中的碳、氮、氧等原子中引入烷基(-R)的反应，也是将多功能烷基化基团引入分子来生产精细化学品和合成基块的重要方法。光催化反应，以其反应条件温和、效率高、可见光资源丰富、可再生等优势使有机烷基化反应领域发生了革命性的变化。

以铱类配合物为代表的光催化剂具有优异催化性能受到人们的广泛关注。已经有相关的过渡金属与含氟类配体形成的光催化剂应用于乙烯类化合物的烷基化反应，可以得到优于其他光催化剂的结果(Wan-Fa Tian,et al.,Adv.Synth.Catal.2020,362,1–8；ChoiGJ,et al.,Nature 2016,539,268-271；Hongqiang Ye,et al.,Tetrahedron Letters2018,59,2046-2049.)。然而，相关的铱类配合物品种比较单一，性能也不是很优异，而且每一种催化剂只能针对一种或者几种相关化合物进行催化烷基化加成。如杜邦研究团队在少量三氟甲磺酸化银的催化下，合成有机金属铱类配合物(Grushin V.V.,et al.,Chem.Commun.,2001,1494-1495)，但是该方法合成的铱类配合物只能是配体相同的，且因为配体同时作为反应原料和溶剂，成本很高，不利于推广。因此开发新型的铱类配合物催化剂实现多种乙烯类化合物的烷基化反应具有非常高的应用价值。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种含氟金属铱络合物及其合成方法和应用。

一种含氟金属铱络合物，所述含氟金属铱络合物的分子式为C₃₄H₂₀F₁₆IrN₄P，结构式如式Ⅳ所示：

其中R₁、R₂分别H和CF₃，或者分别为CF₃和H。

所述的一种含氟金属铱络合物的制备方法，其特征在于是以2-溴吡啶和2,4-甲二氟苯硼酸反应形成的中间体Ⅰ为配体，与铱化合物配位反应形成中间体Ⅱ，然后再与4,4′-二(三氟甲基)-2,2′-联吡啶或5,5′-二(三氟甲基)-2,2′-联吡啶反应而制得；具体制备方法包括以下步骤：

1)惰性气体保护下，在碳酸钠、2-溴吡啶、2，4-二氟苯硼酸和钯催化剂的混合物中加入有机溶剂A和水，加热搅拌回流反应，反应结束后将反应液冷却，反应液经后处理得到中间体Ⅰ：

2)惰性气体保护下，将步骤1)制得的中间体Ⅰ和三氯化铱水合物溶于有机溶剂B中，加热搅拌回流反应，反应结束后冷却，过滤、洗涤、干燥，即得中间体Ⅱ：

3)惰性气体保护下，将步骤2)所得中间体Ⅱ与4,4′-二(三氟甲基)-2,2′-联吡啶或5,5′-二(三氟甲基)-2,2′-联吡啶溶于有机溶剂C中，加热搅拌回流反应，反应结束后冷却，反应液经后处理即得中间体Ⅲ：