分會

第十二分會：元素/金屬有機

摘要

氮雜環(huán)卡賓（NHCs）是現(xiàn)代有機催化中常用的配體和催化劑，在催化反應、藥物化學和材料化學中有著廣泛的應用。近些年來，人們對氘代的氮雜環(huán)卡賓的需求日益增加，但是氘代的氮雜環(huán)卡賓的合成方法卻鮮為人知。我們利用配位不飽和的環(huán)金屬化釕氫配合物[Ru(H)(IMes′)(IMes)(N2)] (IMes = 1,3-di(2′,4′,6′-trimethylphenyl) -imidazol-2-ylidene)作為催化劑，氘苯作為氘源，實現(xiàn)了首例催化氮雜環(huán)卡賓底物的氘代反應。該催化體系能夠對16種氮雜環(huán)卡賓上的C(sp2)-H和C(sp3)-H鍵進行高氘代率（90%）和高區(qū)域選擇性的氘代。該反應可以克級規(guī)模制備[2H]-IMes，并進一步用于合成過渡金屬催化劑，表明該氘代方法具有應用價值。此外，機理研究揭示了催化劑在氘苯溶液中存在氮氣的配位解離平衡并產生新的釕氫物種，并可以與氘苯溶劑發(fā)生氫氘交換反應以及該催化劑在加熱條件下還與其它氮雜環(huán)卡賓發(fā)生配體取代反應。此外，該催化劑在氬氣氛圍下表現(xiàn)出的更高的反應活性。這些實驗現(xiàn)象表明催化循環(huán)可能涉及到配位不飽和的釕氫物種分子內的可逆環(huán)金屬化過程，底物中C(sp3)-H鍵的高區(qū)域選擇性是源自于環(huán)金屬化反應的選擇性。該催化反應也是首例催化氮雜環(huán)卡賓直接官能團化反應。

關鍵詞

釕;氮雜環(huán)卡賓;氘代反應

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