Pd@介孔碳催化剂的设计合成及催化杂环化合物C–H键功能化研究

发布时间：2024-03-22 02:54

　　通过C–H键活化实现杂环分子的官能化是合成高附加值杂环化合物的重要途径之一。但是,由于惰性C–H键的键解离能(BDE)高,杂环化合物中C–H键化学环境相似,杂原子和芳香共轭体系容易与金属催化剂发生强吸附,导致传统合成过程中面临反应条件苛刻、均相催化剂与产物难以分离、贵金属难以回收、目标产物选择性难以控制、多相金属活性中心容易流失或者中毒、产物易被重金属污染等一系列环境与催化问题。环境催化的核心问题是避免使用和产生有毒、有害的物质,利用催化原理从源头上消除污染。因此,本文设计合成了多种介孔碳负载的Pd纳米催化剂,在温和绿色的条件下,成功实现吡咯、呋喃、噻吩、喹啉等杂环化合物高效C–H键功能化反应。此外,探究了介孔碳负载Pd纳米催化剂的结构及表面性质与催化剂的活性及稳定性方面的构-效关系,提出了多相Pd表面催化C–H键活化的新机制,为今后多相催化剂的制备合成以及绿色合成反应的设计优化等提供了新思路。全文共分为七章。第一章为前言和研究背景,主要从绿色合成的角度介绍了杂环化合物C–H键功能化和介孔碳负载金属催化剂的研究与应用现状。第二章为实验部分,简单介绍了实验所涉及的试剂规格、仪器设备型号、...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-1.核酸中的杂环化合物Figure1-1.Heterocycliccompoundsinnucleicacids

第1章上海师范大学博士学位论文4环化合物称为芳香族杂环化合物，如：吡咯、呋喃、噻吩、吲哚、喹啉等。1.3.2杂环化合物的应用简述研究表明，在1250多万种已知的含碳化合物中约有一半含有杂环体系[35]。杂环化合物所含杂原子的数目、种类、位置及其环的大小和化学键的属性等差异导致杂环....

图1-2.2010年美国零售销量排名前10名的小分子药物Figure1-2.Top10brandnamesmallmoleculedrugsintheUSbyretailsalesin2010[5]

上海师范大学博士学位论文第1章5杂环化合物具有很高的生物活性和广泛的药理作用，是上市药物中常见的结构单元和药物化学靶点，其作为抗菌剂、抗氧化剂、抗凝血剂、抗抑郁剂、抗癌剂和神经保护剂等被广泛应用于药物制剂的开发[38]。研究表明，90%以上的新型药物的结构中至少含有一个杂环基团片....

图1-3），由于N原子与金属之间的强配位作用往往导

5位的C–H键比C3、C4位的更活泼，更容易功能化。在碱（KOAc）协同催化下，150℃反应16h不同双芳基吡咯化合物的产率可以达到41%~81%。后来，作者利用PdCl2(CH3CN)2催化N-甲基吡咯和溴苯直接芳基化生成双芳基吡咯反应[100]。在芳基化试剂和碱过量的条件下，....

图1-3.（a）反应底物及相关的药物分子结构，（b）Yu等发展的通过共价键形成的“U型模板”实现间位的C–H键选择性活化，（c）Yu等发展的金属可逆配位型模板，（d）利用可逆配位型模板实现远程C–H键选择性活化

上海师范大学博士学位论文第1章11属-底物的可逆配位作用；一方面通过模板另一端的导向基团引导Pd催化剂至底物远端特定位点的C–H键，该策略实现3-苯基吡啶和喹啉的远程C–H键选择性活化[81]。反应中，目标产物产率较高，区域选择性好，且对于多种官能团具有较好的兼容性。图1-3.（....

本文编号：3934524