1,1’—二(二苯基膦)二茂铁作为双膦螯合配体性能的研究

本文研究了1,1’—二(二苯基膦)二茂铁(dppf)作为σ—供电子配体与过渡金属生成配合物的反应性能,研究结果表明,它如同双膦(diphos)螯合配体一样,不仅与中心金属之间有较强的螫合作用,可稳定低价态的过渡金属有机配合物,而且在多核金属有机配合物里又可作为桥连配体。然而,由于dppf配体里含有一个二茂铁的骨架,它与diphos配体的性能之间在某些方面又存在明显的差异。

双取代二茂铁为配体的配合物研究——Ⅲ.1,1’-双(二苯基膦)二茂铁氯化钯配合物的合成、表征、电化学性质和晶体结构

合成了以1,1′-双(二苯基膦)二茂铁(dppf)为双齿配体的双核配合物Pd(dppf)Cl_2,并通过红外、元素分析、热重分析.电子光谱对其进行了表征.该配合物及dppf的循环伏安研究结果给出两条可逆性较好的单电子氧化还原曲线.dppf形成配合物后,茂基氧化峰电位值显著增加.Pd(dppf)Cl_2的X-射线晶体结构表明,该配合物属单斜晶系,P2_1/n空间群.晶胞参数a=12.281(2)(?),b=16.497(2)(?).c=16.896(3)(?),β=93.6(2.6)°,Z=4,D_(?)=1.423g/cm^3.与Pd(dppe)Cl_2的晶体结构进行了比较讨论,进一步研究了配体dppf和dppe的配位性能的差别.

(R)-1-[(S)-2-(二苯基膦)二茂铁基]乙基二(3,5-二甲基苯基)膦的合成

以乙酰基二茂铁为原料,经过钯催化氢化胺化及(R)-(+)-酒石酸拆分制备了(R)-1-二茂铁基乙基二甲胺(Ⅲ);Ⅲ与正丁基锂作用后,与二苯基氯化膦作用得到N,N-二甲基-(R)-1-[(S)-2-(二苯基膦)二茂铁基]乙胺(Ⅳ);Ⅳ与新制的二(3,5-二甲基苯基)膦烷发生构型保持的取代反应,得到双膦配体(R)-1-[(S)-2-(二苯基膦)二茂铁基]乙基二(3,5-二甲基苯基)膦(Ⅷ)。以乙酰基二茂铁计Ⅷ的总收率达19.5%,手性高效液相色谱分析其ee值达95%。

1-S-二苯基膦-2-R-二(3,5-二甲基苯基)膦二茂铁的合成

以廉价的二茂铁为原料经付克酰化、还原、酯化、胺解、拆分等反应得R-N,N-二甲基胺乙基二茂铁,经锂化等多步反应得到高立体选择性的1-S-二苯基膦-2-R-二(3,5-二甲基苯基)膦二茂铁.整个反应过程操作简单,收率达14.6%.产品结构经氢谱、碳谱、磷谱确证.研究结果表明:该路线可行,能够满足工业化大生产的要求.

1,1'-双(二苯基膦)二茂铁对RTV-2硅橡胶耐热性能的影响

以端羟基聚二甲基硅氧烷为基胶,沉淀法白炭黑为填料制得双组分室温硫化(RTV-2)硅橡胶。研究了1,1'-双(二苯基膦)二茂铁用量对RTV-2硅橡胶耐热空气老化性能的影响。结果表明:在300℃和320℃热空气老化条件下,1,1'-双(二苯基膦)二茂铁加入量为0.1～1.5份时,RTV-2硅橡胶的耐热性能明显提高,经340℃×50 h热空气老化后,二茂铁用量为0.1份和1.5份的RTV-2硅橡胶已经老化变脆,完全失去使用性能。而二茂铁用量为0.2份和0.5份的RTV-2硅橡胶仍具有一定的力学性能,此时RTV-2硅橡胶的抗热老化性能最优。

(R)-(-)-1-[(S)-2-二苯基膦二茂铁]乙基二叔丁基膦的合成

以乙酰基二茂铁为原料,经过手性催化还原高选择性得到乙醇基二茂铁,通过酯化、胺解得到R-N,N-二甲基-1-二茂铁乙胺,再经过锂化后与二苯基氯化膦反应得到N,N-二甲基-(R)-1-[(S)-2-(二苯基膦)二茂铁基]乙胺,最后与二叔丁基膦发生构型保持的取代反应,得到高立体选择性的双膦配体R-(-)-1-[(S)-2-(二苯基膦)二茂铁]乙基二叔丁基膦,总收率20%,产品结构经过氢谱、碳谱、膦谱确证,手性高效液相色谱分析其ee值高达99%。

N,N'-二茂铁甲基-(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺的合成及其在烯烃的不对称双羟基化反应中的应用

(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺和甲酰基二茂铁经缩合和还原两步反应,以90%的产率合成了N,N'-二茂铁甲基-(1S,2S)-1,2-二苯基乙二胺,并以其为配体催化烯烃的不对称双羟基化反应,获得了较高的对映选择性(71%～86%ee).

1,1’-二(二苯基膦)二茂铁二氯化钯(Ⅱ)催化剂的合成及优化

首先以二茂铁和二苯基氯化膦合成了1,1’-二(二苯基膦)二茂铁再和氯钯酸钠反应得到1,1’-二(二苯基膦)二茂铁二氯化钯(Ⅱ),利用核磁、元素分析和感耦等离子体原子发射光谱方法等进行了表征,并且通过优化反应条件得到了较高的收率。

(4″R,5″R)-1,1'-双(2″-4″,5″-二氢-4″,5″-二苯基-1″-H-咪唑基)二茂铁的合成新方法

研究了(4″R,5″R)-1,1'-双(2″-4″,5″-二氢-4″,5″-二苯基-1″-H-咪唑基)二茂铁的合成新方法.以二茂铁为起始原料,通过双甲酰化形成双甲酰二茂铁,再与手性1,2-二苯基乙二胺缩合环化,两步快速有效的合成了目标产物.研究表明该方法安全快速方便,产物易分离纯化,后处理操作简单.

1,1'-二溴二茂铁的合成条件

1,1'-二溴二茂铁是合成二茂铁衍生物重要的前体化合物,通常使用1,1'-二锂二茂铁与亲电溴代烷烃试剂反应制备。由于此反应会生成副产物1-溴二茂铁,降低反应产率。为此从锂化反应的温度与溴代烷烃的选择两个条件出发,确定最佳反应条件。结果表明:锂化反应的温度为50℃、溴代烷烃选择四溴乙烷时,1,1'-二溴二茂铁的产率可达到98%;根据上述合成条件,反应基本不生成副产物1-溴二茂铁,解决了合成1,1'-二溴二茂铁纯化困难的问题。

新型1,1′-双(4,5-二烷基)咪唑二茂铁的合成及其晶体结构

1,1′-二茂铁二甲醛与烷基二酮反应合成了3种新型的1,1′-双(4,5-二烷基咪唑)二茂铁,其结构经1HNMR,13C NMR,IR,ESI-MS及元素分析表征。1,1′-双(4,5-二苯基咪唑)二茂铁醋酸盐(1a′)的晶体结构经X-射线单晶衍射表征。1a′的晶体结构显示二茂铁的两个取代咪唑通过与醋酸的氢键作用形成顺式构型,探讨了顺式构型与反式构型的转化条件。1a′属单钭晶系,C2/c空间群,晶胞参数:a=15.832(4),b=19.255(4),c=14.781(4),β=121.837(3)°,V=3828.0(15)3,Z=4,F(000)=1 687,Dc=1.395 g.cm-3,Mr=804.07。

1'-烷基二茂铁基β-二酮的合成

由7个1'-烷基乙酰基二茂铁化合物在氢化钠存在下与乙酸乙酯作用,合成了7个β-二酮类化合物(CnH2n+1-C5H4FeC5H4-COCH2-COCH3,n=2～8),讨论了碱对合成带有烷基链的二茂铁基β-二酮类化合物反应的影响,并对产物的性质进行了初步研究。通过元素分析、红外光谱及核磁共振氢谱等测试手段对新化合物进行了表征。

1,1'-二乙烯基二茂铁-丙烯酸乙酯共聚物的合成和表征

以1,1'-二乙烯基二茂铁和丙烯酸乙酯为原料,分别用自由基聚合法和阳离子聚合法合成了聚1,1'-二乙烯基二茂铁-丙烯酸乙酯.用XRD,IR,1HNMR,GPC和XPS对由两种不同的方法制得的产物进行表征,研究表明自由基共聚物内的二茂铁单元以桥式结构存在;而阳离子共聚物的二茂铁单元有两种不同结构:一个烯基未参与聚合反应的悬挂结构(38.9%)和两个烯基分别成链的交联结构(61.1%).

N,N-二甲基-1-(2-二苯膦基)二茂铁乙胺的合成

乙酸(1-二茂铁基乙基)酯1与二甲胺反应制备出N,N-二甲基-1-二茂铁乙胺2,收率74%.在正丁基锂/乙醚的反应体系中,化合物2进一步与二苯基氯化磷反应,制备出N,N-二甲基-1-(2-二苯膦基)二茂铁乙胺3,收率18%.化合物3的结构经1H NMR和31P NMR进行了表征,并进一步研究了其合成机理.

2,2-二甲基-1-[5-二茂铁基-3-(三氟甲基)-1H-吡唑-1-基]丙-1-酮的合成及其电化学性质

以乙酰基二茂铁为原料,经3步反应合成了一个新型的二茂铁衍生物——2,2-二甲基-1-[5-二茂铁基-3-(三氟甲基)-1H-吡唑-1-基]丙-1-酮(4),其结构经1H NMR,ESI-MS,元素分析和X-射线单晶衍射表征。4属单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数a=7.805 6(4),b=20.906 1(11),c=11.124 6(6),β=93.820(2)°,V=1 811.33(17)3,Z=4,Dc=1.482 g·cm-3,μ=0.872 mm-1,R1=0.034 8,wR2=0.089 2。采用循环伏安法研究了4的电化学性质。结果表明:4有一对可逆的氧化还原峰,Epa=0.640 V,Epc=0.482 V,ΔE=153 m V。

硫醇催化的(S)-N,N-二甲基-1-二茂铁基乙胺的外消旋化

以硫醇为催化剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,经自由基反应,使(S)-N,N-二甲基-1-二茂铁基乙胺发生外消旋化。考察了各反应条件对外消旋化效果的影响,结果表明,在以反应物摩尔比为n〔(S)-N,N-二甲基-1-二茂铁基乙胺〕∶n(苄硫醇)∶n(AIBN)=1∶1.2∶0.6,AIBN的滴加时间为18 h,甲苯为溶剂,回流条件下反应时,(S)-N,N-二甲基-1-二茂铁基乙胺能够完全外消旋化。此外,合成得到了含巯基的聚苯乙烯交联树脂催化剂,并初步考察了该催化剂的催化效果,外消旋化合物的e.e.值可达12%。

1,1'-二茂铁二羧酸二辛酯的合成方法研究

对1,1'-二茂铁二羧酸二辛酯的合成方法开展了研究。通过二茂铁的Friedel-Crafts酰基化反应合成了1,1'-二乙酰基二茂铁,然后用次氯酸钠氧化1,1'-二乙酰基二茂铁得到1,1'-二茂铁二甲酸。研究了1,1'-二茂铁二甲酸直接酯化法制备1,1'-二茂铁二甲酸二甲酯,以其为原料通过酯交换的方法可以65%的收率和四步合计48%的总收率实现1,1'-二茂铁二甲酸二辛酯的合成,产物结构用1H-NMR、IR进行了表征。

二茂铁配体合成及其催化反应研究

从[1-(2-二苯基膦-二茂铁基)-乙基]-二甲基胺出发,制备出3-[1-(2-二苯基膦-二茂铁基)-乙基]-1-甲基-3H-咪唑鎓碘盐(Ⅲ),总收率为75%;通过1H NMR和31P NMR对配体Ⅲ的结构进行了表征;研究了Pd(OAc)2/配体Ⅲ体系催化Suzuki-Miyaura偶联反应的活性及反应机理。

二茂铁间苯甲酸基钴(Ⅱ)配合物的制备及晶体结构

采用二茂铁衍生物与金属离子作用,生成具有特殊结构和功能的配合物.本文采用了二茂铁间苯甲酸为配体,以二苄三氮唑为辅助配体,与金属CO(Ⅱ)离子形成了五配位的双核配合物[Co(btx)(η2-FcCOC2H4COO)(FcCOC2H4COO)]2.(CH3OH).(H2O)2[btx=对二(1,2,4-三氮唑甲基)苯],并分别用红外、元素分析、以及X射线单晶衍射等手段进行了表征.