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题目:铑催化醛和醇无氧化剂脱氢偶联成酯反应研究

关键词:酯化反应;无氧化剂脱氢;铑催化;金属配体双官能

  摘要


酯类化合物广泛存在于自然界中,且在有机合成中占有举足轻重的地位。酯的合成有多种方法。传统的羧酸、羧酸衍生物和醇生成酯的反应路径被广泛应用,但这些反应条件苛刻,且通常会产生大量的副产物。醛和醇、或醇和醇在化学计量氧化剂存在下的偶联成酯是合成酯的另外一种途径,但该路径会消耗大量的氧化剂,与原子经济性相背离。近年来,无氧化剂偶联醇和醇生成酯的反应路径被报道。该方法实现了无氧化剂催化醇和醇生成酯的反应,更加绿色。而醛和醇无氧化剂生成酯的反应还未见报道。

本文首次实现了铑催化无氧化剂交叉脱氢偶联生成酯的反应。该反应使用 [Cp*RhCl2]2和三联吡啶(tpy)原位生成的催化剂实现了醛和醇的无氧化剂直接酯化。在文中主要介绍了该反应在不同的催化剂、配体、碱、添加剂、溶剂作用下的反应效果,还考察了不同的反应容器、气体氛围对反应的影响。并用最佳条件对底物进行了扩展,底物范围涉及不同取代基的芳香醛、肉桂醛、二醛、脂肪族醛、杂环芳香醛、长链醇、支链醇、二醇等,这些底物均能得到较好的产率。

同时,对反应的机理进行了研究。通过设计一系列的催化剂的实验,得到了反应中可能存在的4种催化剂,并对其反应活性进行了比较,找到了活性最高的催化剂[Rh2(tpy)2Cl2(CH3COO)][Cl]。通过对反应机理的研究,得出反应中会产生半缩醛中间体和放出氢气的结论。