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尽管“金属苯”被理论推测和成功合成迄今已近30年,也陆续有零散研究发现它们具有一些独特的光、电性能,但由于采用其他合成方法的烦琐和高难度以及所得金属苯化合物的稳定性问题,对其结构与性能关系的系统研究仍很少见报道,而对其潜在应用研究则刚刚起步。厦门大学夏海平教授及其课题组最近通过简便的“一锅法”成功地合成了稳定的钌苯和锇苯。本论文主要考察了钉苯和锇苯体系催化氢转移氢化(TH)的性能,并研究了金属苯络合物的配位立体化学及光谱性质。主要研究内容和结果如下:
1.将手性配体L-NNN修饰后的钌苯络合物用于催化一系列芳香酮的氢转移氢化反应。在50℃,反应5 h,苯乙酮转化率高达98%。同时考察了该体系对不同苯基烷基酮底物PhCOR的催化性能,发现:随着烷基R从乙基<丙基<异丁基<环己基的逐渐增大,转化率略有降低。另外还研究了该体系对苯环上不同取代基团芳香酮的氢转移氢化反应。发现取代基的位置对催化结果没有影响,而取代基的给电子性增强,转化率则降低。经手性配体(R,R)-dpen修饰的钌苯络合物应用于苯乙酮的催化氢转移氢化,发现在50℃,反应5 h,转化率高达97%,e.e巴值31%,初步实现了不对称催化。
2.首次将锇苯应用于催化芳香酮的氢转移氢化,锇苯的催化活性普遍较低,转化率在17~99%之间。经配体pyme修饰后的锇苯络合物应用于苯乙酮的氢转移氢化的催化,其催化活性较锇苯大大提高,且与现场催化效果相同。在82℃,反应2 h,锇苯/pyme现场催化苯乙酮转化率高达98%,催化其他绝大多数芳香酮的转化率高达100%。(R,R)-dach修饰的锇苯催化一系列芳香酮的不对称氢转移氢化,转化率在82~100%之间,e.e值在25~52%之间。
3.采用手性三齿氮配体立体选择性合成了一对手性锇苯络合物Os-(L-NNN)和Os-(D-NNN),其CD光谱几乎呈镜像对称。更精准的CD光谱分析和绝对构型确定还有待进一步研究。
4.通过手性HPLC技术首次成功拆分了惟手性金属中心的锇苯络合物4-4的一对对映体。分别对其进行CD光谱测试,两种对映异构体的CD谱图呈现几乎完美的镜像对称。通过计算模拟的方法将CD光谱与绝对构型进行了关联。