双金属络合物催化碳-氯键和碳-氧键的活化和转化研究

惰性化学键如C-Cl和C-O键的催化活化与转化具有重要的学术意义和应用前景，而催化剂的选择是研究的关键。我们合成表征了多种双核、单核镍或钯络合物，评价了它们在基于C-Cl和C-O键切断的交叉偶联反应中的催化作用，发现双金属体系的协同催化作用与络合物的结构具有十分密切的关系。在一个刚性且两个金属中心很接近的体系里，双金属协同催化作用不明显；而金属中心适当分离且两个金属络合物片段的连接非刚性时，双金属体系表现出显著的协同催化作用。在锌试剂参与的催化偶联反应里，我们也观察到多金属协同作用对反应的影响。在镁和锂离子存在下镍催化的锌试剂与芳基氯化物、醚以及铵盐的偶联反应具有更好的效果，与没有镁和锂离子存在下的反应比较前者催化剂用量少、反应顺利且产率高。镁和锂试剂的反应性比锌试剂强，但它们参与的偶联反应也要求明显更高的催化剂负载。在本研究项目中，我们也研究了一些高活性单核金属络合物催化剂催化的惰性键活化和转化反应。除C-Cl和C-O键的催化活化和转化外，与之密切相关的C-F、C-S键以及C-N键的活化和转化也被研究。已发表12篇研究论文。