N-杂环卡宾铁化合物的电化学合成及其催化性质

铁价廉无害，目前在有机合成中因活性不高应用仍有限。N－杂环卡宾做配体则提供了改善铁催化剂剂性能的机会，但铁卡宾合成需要贵重试剂和苛刻条件。本项目研究由单质铁电化学法直接合成铁－N-杂环卡宾化合物的新方法，以铁为牺牲阳极,咪唑盐为支持电解质和卡宾源，无需特殊和贵重试剂，操作方便，适宜于规模化合成。研究铁卡宾的氧化还原性质。利用铁独特的活化氧及其氧化能力，以铁卡宾为催化剂研究烯烃炔烃与X-H (X = N, S, O)的氧化偶联反应，发展形成 C-N,C-O和C-S键新方法，并应用于含氮氧硫的杂环化合物的合成。通过选择适当的配体，发展环境友好铁催化的C-杂原子键的新反应及相关杂环化合物高效合成新方法

我们在两个方面开展了N－杂环卡宾的过渡金属有机化学的研究：（1）研究了合成金属N-杂环卡宾化合物的两种新方法，一为由铁片为牺牲阳极和咪唑盐做电解质直接合成铁氮杂环卡宾化合物的方法，且这种方法可以扩展到铜镍钴等金属卡宾化合物的合成； 二为由雷尼镍与咪唑盐原位生成镍卡宾作为卡宾转移试剂合成其他金属氮杂环卡宾的方法。（2）在这些新合成方法的基础上，我们试探用金属粉末直接与咪唑盐原位生成的催化剂，研究了铜催化的水相氧化反应，铜卡宾催化剂对炔-叠氮的环加成反应， 烯烃的氧化反应, C-H键氧化偶联形成C-N键的反应等。发展了铜催化的用叔丁基过氧化物做甲基化试剂的N-甲基化和O-甲基化的新方法。