负载Pd介孔催化剂用于水介质C-Cl、C-H键活化
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- 英文论文题名：Reusable Mesoporous Solid-Based Pd Catalysts for C-C Coupling Reactions and Selective C2-Arylation of Indoles in Water
- 论文作者：万颖 ; 段林林
- 英文论文作者：Ying Wan ; Linlin Duan ; Department of Chemistry ; Shanghai Normal University
- 年：2016
- 作者机构：上海师范大学;
- 论文关键词：钯纳米粒子 ; C-C偶联 ; C-H活化 ; 水介质
- 会议召开时间：2016-07-01
- 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十七分会：纳米催化
- 语种：中文
- 分类号：O643.36
- 学会代码：ZGHY
- 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第三十七分会 ; 纳米催化
- 会议地点：中国辽宁大连
- 主办单位：中国化学会
- 学会名称：中国化学会
- 页数：1
- 文件大小：114k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
水是最安全和廉价的溶剂,应用在均相环境友好和制药化学工业。但在多相反应中,有机反应物在水中溶解度低,不利于在催化剂表面吸附,催化活性较低。C-C偶联是重要的有机化学过程,通常使用碘苯为底物。氯苯价格低,但C-C1键活化难。我们通过调变介孔载体表面化学性质,调控负载金属Pd的分散度和电子性质,提高多相催化剂水介质氯苯偶联反应活性及寿命。通过合成介孔二氧化硅-碳等纳米复合材料,控制孔表面基团,调变载体与金属的相互作用,获得分散度和稳定性高的含Pd介孔催化剂。例如,Pd/SiO_2-C催化剂显示了较高的在水介质中氯苯Heck偶联催化活性,且可重复使用20次,明显优于传统的Pd/活性炭催化剂~([1])。在此基础上引入过渡金属氧化物,例如含配位不饱和CoO介孔碳载体负载Pd,可能在界面形成了非常小的大约由3-4个配位不饱和原子组成的纳米簇。配位不饱和Pd物种可能是在无任何配体或相转移催化剂存在条件下活化氯苯的关键。水介质中氯苯Suzuki偶联活性联苯得率可提高至49%,且反应中未发现明显Pd物种流失~([2])。与C-C交叉偶联反应相比,直接活化C-H键可无须预先对反应底物活化,直接构建C-C键。为进一步调控Pd电子性质,稳定Pd粒子,合成了一种季铵盐修饰介孔聚合物催化剂,利用离子交换方法固载了约1.5nmPd。将催化剂应用于水相N-甲基吲哚类化合物与二苯甲磺酸碘盐直接C-H键转化反应中,在60℃、无任何添加剂存在条件下,仅用1 mol%当量的催化剂即可得到不同产物98%的产率~([3])。
The direct functionalization of the C-H bond is fundamentally important subjects in organic synthesis. Environmentally benign, operationally simple, and robust reactions, particularly those employing reusable solid catalysts and water as a solvent, are of significant interest to the chemical industry. We here present several reusable palladium catalysts for the C-C coupling reactions using chlorobenzene as substrates and selective C2-Arylation of Indoles in water.
The direct functionalization of the C-H bond is fundamentally important subjects in organic synthesis. Environmentally benign, operationally simple, and robust reactions, particularly those employing reusable solid catalysts and water as a solvent, are of significant interest to the chemical industry. We here present several reusable palladium catalysts for the C-C coupling reactions using chlorobenzene as substrates and selective C2-Arylation of Indoles in water.
引文
[1]Wan,Y.;Wang,H.Y.;Zhao,Q.F.;Klingstedt,M.;Terasaki,O.J.Am.Chem.Soc.2009,131:4541.
[2]Duan,L.L.;Fu,R.;Xiao,Z.G.;Zhao,Q.F.;Wang,J.Q.;Chen,S.J.;Wan,Y.ACS Catal.2015,5:575.
[3]Duan,L.L.;Fu,R.;Zhang,B.S.;Wen,S.;Chen,S.J.;Wan,Y.ACS Catal.2016,6:1062.
[2]Duan,L.L.;Fu,R.;Xiao,Z.G.;Zhao,Q.F.;Wang,J.Q.;Chen,S.J.;Wan,Y.ACS Catal.2015,5:575.
[3]Duan,L.L.;Fu,R.;Zhang,B.S.;Wen,S.;Chen,S.J.;Wan,Y.ACS Catal.2016,6:1062.