《新型多功能化烯烴複分解反應催化劑的設計與性能研究》是依託武漢理工大學，由Verpoort Francis擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型多功能化烯烴複分解反應催化劑的設計與性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：Verpoort Francis
- 依託單位：武漢理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
烯烴複分解反應對高分子材料化學和有機合成化學具有重要意義，2005年的諾貝爾化學獎由三位在烯烴複分解反應方面做出卓越貢獻的化學家共同獲得。儘管烯烴複分解反應的研究已經取得了很大突破,但是仍然存在許多挑戰，比如：催化劑在反應中用量大，催化劑在反應中的流失，以及通過配體設計製備手性催化劑。本項目擬通過對新合成的配體或雙齒配體的選擇對中心金屬的電子結構微調，以期得到具有更高活性和催化劑穩定性的新型催化劑；為了減少催化劑在反應過程中的流失，我們將分別採用傳統固載法和新型click-on/click-off 固載法對催化劑進行固載，以減少催化劑在反應過程中的流失，進一步實現催化劑的循環使用；最後，我們將會對金屬釕的複分解反應的手性催化劑的進立體選擇實驗，以擴大催的套用範圍，擴展烯烴複分解反應的在有機合成中的套用。
結題摘要
我們報導了不同的一代和二代釕茚基催化劑的合成以及表征，其中最具吸引力的催化劑有RuCl2(3-(2,6-xylyl)-1-indenylidene)(L)(PCy3), RuCl2(4-methyl-3-(o-tolyl)-1-indenylidene)(L)(PCy3), RuCl2(3-1-naphthyl-1-indenylidene)(L)(PCy3) and RuCl2(3-(p-fluorophenyl)-1-indenylidene)(L)(PCy3). 這些催化劑均通過核磁共振光譜（NMR），紅外光譜（IR），高分辨質譜（HRMS）以及元素分析（EA）進行表征。此外，部分催化劑還完成了X射線單晶衍射分析。催化劑的活性也通過一系列的烯烴複分解反應進行檢測，包括關環烯烴複分解反應（RCM），關環烯炔複分解反應（RCEYM）以及開環聚合烯烴複分解反應（ROMP），並且與已實現商業化的催化劑的活性進行了對比。催化劑的性能分析以及X射線單晶衍射數據結果顯示，3-苯基基團上的空間結構修飾將會影響釕金屬中心周圍配體的空間位阻，進而改變該催化劑在烯烴複分解反應中的催化活性。基於此，含不對稱N雜環卡賓(NHC)配體的二代釕茚基催化劑也成功合成並完成了表征，包括核磁共振光譜（NMR），元素分析（EA），紅外光譜（IR），高分辨質譜（HRMS）以及X射線單晶衍射分析。且此類催化劑也通過一系列有代表性的烯烴複分解反應完成了催化活性檢測。催化結果表明，含N-烷基NHC配體的催化劑催化起始速率快於商業化的茚基催化劑。其中，RuCl2(3-phenyl-1-indenylidene)(1-mesityl-3-Me-4,5-dihydroimidazol-2-ylidene)(PCy3)催化劑在這些不對稱茚基催化劑中表現最為突出。尤其是在低催化劑載量時，相較於其苯亞甲基類似物，雖起始速率較慢但其整體催化效果更好。
