分会

第十二分会：元素/金属有机

摘要

氮杂环卡宾（NHCs）是现代有机催化中常用的配体和催化剂，在催化反应、药物化学和材料化学中有着广泛的应用。近些年来，人们对氘代的氮杂环卡宾的需求日益增加，但是氘代的氮杂环卡宾的合成方法却鲜为人知。我们利用配位不饱和的环金属化钌氢配合物[Ru(H)(IMes′)(IMes)(N2)] (IMes = 1,3-di(2′,4′,6′-trimethylphenyl) -imidazol-2-ylidene)作为催化剂，氘苯作为氘源，实现了首例催化氮杂环卡宾底物的氘代反应。该催化体系能够对16种氮杂环卡宾上的C(sp2)-H和C(sp3)-H键进行高氘代率（90%）和高区域选择性的氘代。该反应可以克级规模制备[2H]-IMes，并进一步用于合成过渡金属催化剂，表明该氘代方法具有应用价值。此外，机理研究揭示了催化剂在氘苯溶液中存在氮气的配位解离平衡并产生新的钌氢物种，并可以与氘苯溶剂发生氢氘交换反应以及该催化剂在加热条件下还与其它氮杂环卡宾发生配体取代反应。此外，该催化剂在氩气氛围下表现出的更高的反应活性。这些实验现象表明催化循环可能涉及到配位不饱和的钌氢物种分子内的可逆环金属化过程，底物中C(sp3)-H键的高区域选择性是源自于环金属化反应的选择性。该催化反应也是首例催化氮杂环卡宾直接官能团化反应。

关键词

钌;氮杂环卡宾;氘代反应

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