卤素阴离子催化的立体可控炔烃碳硼化反应研究

碳硼化反应作为有机合成双官能化反应的策略之一,是合成各种天然产物、药物分子及精细化工产品重要的方法.对卤素阴离子催化的立体可控炔烃碳硼化反应进行了详细研究,通过卤素阴离子种类、用量、反应底物、溶剂、温度和时间等因素对反应活性、立体选择性的影响及其相互作用机制的探索,发展了一种高立体选择性地制备E式1,1-碳硼化物的新方法;相关研究表明,不同的Z、E构型碳硼化物作为催化剂,对环氧环己烷开环聚合的活性具有明显的差异.开展相关的立体可控碳硼化反应新方法的研究,不仅进一步拓展了烯基硼化物在有机双官能团转化反应中的应用,也对发展新型含硼有机化合物的研究与应用具有重要意义.

B(C_6F_5)_3催化的醛与烷氧基羟胺的一锅法还原胺化反应

近年路易斯酸B(C_6F_5)_3催化的醛酮还原及胺化反应研究表明,缺电子的路易斯酸B(C_6F_5)_3也可以作为一种"耐水"的催化剂在"有水"条件下进行催化反应.这些研究成果对进一步扩展受限路易斯酸碱对(FLPs)化学的研究领域和应用前景提供了更多可能.本文以硅烷作为还原剂,在路易斯酸B(C_6F_5)_3催化下可在温和条件下实现醛与烷基羟胺类化合物的直接还原胺化反应,并且在还原过程中N—O键不会发生断裂,可中等至高产率地制备各种烷氧基取代的羟胺衍生物.对反应机理研究发现,在中性条件下苯甲醛与苄氧基羟胺的反应仅得到缩合中间产物肟醚,而在HCl或过量H_2O的参与下苯甲醛与苄氧基羟胺的直接还原胺化均可顺利进行;对反应机理的研究表明苄氧基羟胺会与路易斯酸硼烷在过量H_2O的参与下发生质子化,在硅烷的作用下转化成具有一定还原性的"硼氢化胺盐"活性中间体并进而促使中间产物肟醚的还原.对醛与羟胺的直接还原胺化反应研究表明,在"有水"条件下路易斯酸B(C_6F_5)_3不仅仅是一种"耐水"的催化剂,在某些反应中水可能直接影响着催化反应,尤其是对醛酮的直接还原胺化反应.因此,继续深入研究有"水"条件下路易斯酸硼烷参与的催化反应机理不仅对FLPs化学的发展至关重要,对其他相应催化体系的研究也具有重要的参考价值.

新型B(C_6F_5)_3/芳香胺盐酸盐体系的应用研究

尽管近年来有关受限路易斯酸碱对(FLPs)化学的研究受到了国内外的广泛关注,但有关芳香胺类FLPs的应用研究却极少涉及.设计了一种研究芳香胺类FLPs的新型方法,以芳香胺盐酸盐与路易斯酸三(五氟苯基)硼(BCF)组成新的反应体系,以氢化硅烷作为氢源.研究了在计量条件下一系列芳香胺盐酸盐/BCF体系与硅烷的反应特征.与烷基胺盐酸盐/BCF体系所不同的是,芳香胺盐酸盐/BCF体系在溶液中与氢化硅烷反应时所形成的芳香硼氢化胺盐[Ar_2NH_2]+[HBCF]-由于不稳定,在反应过程中会立即释放出氢气,并分解为芳胺和BCF.但是,恰恰是由于硼氢化芳香胺盐分解后重新产生的BCF,使得这类体系可用于催化反应,可作为一种新型高效的非金属催化体系用于硅烷的氯代反应.本文对在BCF的催化下,芳香胺盐酸盐与氢化硅烷在不同比例下反应,制备单氯或二氯代硅烷的反应过程及机理也做了详细地研究.同时,根据实际需要,可在反应结束后向反应体系中通入HCl气体的方法实现原料芳胺盐酸盐的重新利用,更加绿色环保.

新型B(C_6F_5)_3/有机胺盐酸盐催化体系的反应研究

近年来,受限路易斯酸碱对(FLPs:Frustrated Lewis Pairs)在小分子的活化以及在催化还原等方面所表现出的独特反应特性,使得有关FLPs化学的研究受到了国内外广泛的关注.设计了一种新型的FLPs催化体系,该体系以三(五氟苯基)硼(BCF)为路易斯酸,以多种不同取代的有机胺盐酸盐替代常规FLPs中的路易斯碱有机胺.发现利用该体系与氢化硅烷反应,不仅可以高产率地制备分离得到相应的伯、仲、叔硼氢化胺盐;而且还可以这一体系作为催化剂,以氢化硅烷作为还原剂,在常温常压下可高选择性地部分或彻底还原大部分含羰基官能团醛酮等有机化合物.由BCF/2,2,6,6-四甲基哌啶(TMP)盐酸盐组成的催化体系在对CO2催化还原为甲烷的反应中,亦较相应的BCF/TMP体系显示更高的活性.还通过核磁共振详细地对比研究了原料有机胺盐酸盐、中间体氯代硼胺盐以及产物氢化硼胺盐中,胺基氮上质子的核磁共振谱信息,发现不仅胺基上取代基的位阻效应会影响到具有电四极矩性的14N磁性核的弛豫效应,而且阴离子基团的配位强弱对胺基氮上质子的化学位移也会产生较大的影响.