本项目针对价廉但反应活性低的氯代芳烃的两类常见偶联反应,即Heck反应和Suzuki反应展开研究,目的是试图以碱性载体负载钯催化剂取代昂贵的膦配体-钯络合物实现这类反应。研究内容分为一是负载型钯催化剂结构性能与催化活性之间的关系,特别是钯-载体相互作用与偶联反应活性的关系。二是试图研制出适合于Heck和Suzuki反应的负载钯催化体系,特别是载体选用以及钯负载方法的优化。通过本项目的研究,为氯代芳烃的偶联反应寻求更为经济和有效的催化体系,摆脱了依赖越来越复杂的膦配体来提高催化活性的思路,提出了解决这类问题的新途径,为其实用化奠定基础。
卤代芳烃的碳-碳偶联反应是构筑复杂有机分子的关键步骤,广泛应用于医药、农药和精细化学品的合成中,具有很强的工业应用背景。本课题的主要研究目的和内容是试图制备高活性的负载型偶联反应催化剂,应用于Heck偶联反应和Suzuki偶联反应中。课题首次将氟离子插层的水滑石LDH-F作为载体,研制了负载型钯催化剂Pd/LDH-F,对卤代芳烃的Heck和Suzuki偶联反应具有相当高的催化活性和选择性,其中,催化剂载体中氟离子的存在,是提高催化活性的重要因素。我们还首次通过制备有机分子插层的层状双羟基化合物,层离后得到了具有规整超细结构的催化剂载体,制备了具有高度钯分散的负载型钯催化剂,对卤代芳烃的Heck偶联反应具有相当好的催化活性。将Mn,Co等过渡金属的负载型催化剂应用于卤代芳烃的Suzuki反应中,特别是金属Mn负载的催化剂Mn/FAP,催化溴苯的Suzuki反应获得了较好的结果,这是迄今国内外文献未见报道的。将季膦盐PPh4Br作为助催化剂使用在环钯催化的Heck反应中,与其他助催化剂和配体相比更有优势,对不活泼的氯代芳烃也有很高的催化活性。