金属有机胶束催化水相自然氧化偶联反应研究

Cross-dehydrogenative coupling reactions with moleuclar oxygen as the sole oxidant, also call autoxidative coupling, produce water as the only byproduct. This highly economic and efficient strategy for chemical bond formation has the potential to make significant contributions to green synthesis. However, the massive usage of organic solvent has blocked its applications in industrial manufacturing. In addition to advantages of water from the point of view of green chemistry, sustainability, safety, and economic concerns, synthetic methodologies in water can utilize the unique properties exerted by water. Thus, the tremendous potential of water as a reaction medium for autoxidative coupling reaction has attracted chemists' attention worldwidely...In this project, a seris of polyethyleneglycol(PEG)-hydrophobic linker-functionalized nitrogen-ligands were desgined. The coordination of the water-soluble ligands with transition metal surfacant forms a biphasic catalyst, resulting in micellar nanoreactors in water. The biphasic catalytic system has pentential in aqueous autoxidative coupling for the synthesis of C-C/C-N bonds. The use of water as solvent and PEG-functionalized organometallic catalysts opens the way to biphasic extraction of products and recycle of the catalyst.

以分子氧为氧化剂的交叉脱氢偶联反应（又称为自然氧化交叉偶联）产生的氧化副产物仅为对环境友好的水，为高效、绿色的有机合成提供了一条新思路。该类反应在实际化工生产中应用受限的主要原因还包括有机溶剂的使用。水作为一种廉价易得、对环境友好的溶剂是更好的选择。因此，探索一种新型催化体系，实现水相自然氧化交叉偶联是该领域亟待解决的问题。.本项目拟设计一系列一系列基于吡啶、2,2'-联吡啶、1,10-邻菲罗啉基本结构单元的PEG-疏水性linker功能化非离子型水溶性氮配体，以水相中该类配体与过渡金属配位、自聚集形成“金属配合物胶束”微反应器为催化体系，研究水相自然氧化脱氢偶联反应，发展独具魅力的构建C-C键、C-杂键的方法。利用该类金属配合物的水溶性和温敏相转移特性，反应后通过简单相分离获得目标产物，催化剂仍保留在水相中，由此实现催化剂母液的多次循环套用。

以分子氧代替传统氧化剂的交叉脱氢偶联反应（又称为自然氧化交叉偶联）避免了反应底物预官能团化，产生的氧化废料仅为对环境友好的水，为高效、绿色的有机合成提供了一条新思路。该类反应在实际化工生产中应用受限的主要原因还包括有机溶剂的使用。水作为一种廉价易得、对环境友好的溶剂是更好的选择。因此，探索一种新型催化体系，实现水相自然氧化交叉偶联是该领域亟待解决的问题。.本项目拟设计一系列一系列基于吡啶、2,2'-联吡啶、1,10-邻菲罗啉基本结构单元的PEG功能化非离子型水溶性氮配体，以水相中该类配体与过渡金属配位、自聚集形成“金属配合物胶束”微反应器为催化体系，研究水相自然氧化脱氢偶联反应，发展独具魅力的构建C-C键、C-杂键的方法。利用该类金属配合物的水溶性和温敏相转移特性，反应后通过简单相分离获得目标产物，催化剂仍保留在水相中，由此实现催化剂母液的多次循环套用。