[发明专利]一种具有蝶烯结构的N-杂环卡宾钯配合物及其应用

说明书

本发明涉及一种具有蝶烯结构的N‑杂环卡宾钯配合物。其具有立体三维骨架能增大空间位阻，以及骨架结构中位于亚乙烯基蒽的C11和C12之间的碳碳双键阻止芳胺环绕碳‑氮键翻转，从而抑制了β‑氢消除和催化剂的失活的发生并且大大提高了催化剂的反应活性，实现底物为含氮杂环氯代物与低活性的含氮杂环硼酸之间的Suzuki‑Miyaura偶联反应,并且反应能在空气和含水的温和条件下进行，同时保证较高的反应产率。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种具有蝶烯结构的N-杂环卡宾钯配合物及其应用。

背景技术

通过杂环与杂环等结构单元之间的反应构建芳香杂环一直是C-C、C-N交叉偶联反应领域的一个重要且具有挑战性的组成部分。Suzuki–Miyaura偶联反应可以有效的构建C-C、C-N键，从而普遍地应用于天然产物、农用化学品、药物活性成分、精细化学品和工程材料等合成领域中。在过去的几十年中，过渡金属催化的Suzuki-Miyaura偶联反应被认为是最有效且可靠的方法。但反应中的大多数催化剂使用的是含磷配体，因此这些催化剂对环境污染严重，并且催化剂的预活化成本高。

杂环氯代物与杂环硼酸的Suzuki-Miyaura偶联反应对于制药工业来说用于制备生物活性化合物具有重要的意义。但如何实现理想的杂环氯代物与含氮的杂环硼酸之间的Suzuki-Miyaura偶联反应一直是困扰本领域人员的难题。现有技术开发了大量的杂环卡宾过渡金属配合物作为芳基卤化物的交叉偶联反应催化剂用于杂芳基卤化物的偶联，特别是五元杂芳基卤化物和带有杂原子取代基的六元杂芳基的偶联反应。杂环氯代物与杂环硼酸之间在空气条件下的Suzuki-Miyaura偶联反应(J.Org.Chem.2017,82,10898-10911)虽然已经报道，但其缺点在于对于含氮杂环硼酸如嘧啶、咔唑、喹啉、异噁唑等低活性杂环硼酸几乎无反应活性，因此这些催化剂在应用方面依旧具有很多限制性。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明公开了一种具有蝶烯结构的N-杂环卡宾钯配合物。该配合物的蝶烯结构具有的立体三维骨架，从而增大了空间位阻，更好的将钯金属中心保护起来，使其反应过程中热稳定性大大提升，不易氧化分解；9，10-二氢-9，10-亚乙烯蒽骨架结构中的C11和C12之间的双键可以阻止芳胺环绕碳-氮键翻转，上述二者的共同作用，抑制了β-氢消除和催化剂的失活的发生并且大大提高了催化剂的反应活性，使得具有蝶烯结构的N-杂环卡宾钯配合物作为催化剂时，可以实现杂环氯代物与众多低活性含氮杂环硼酸之间的Suzuki-Miyaura偶联反应，并且该反应能在空气和含水的条件下快速高效的进行，同时保证较高的反应产率。

本发明的一个目的在于公开一种具有蝶烯结构N-杂环卡宾钯配合物，由下列结构通式表示：

其中，

R选自于氢原子，或C1-C22的烷基基团和烷氧基团；

r₁-r₅各自独立地选自于氢原子，或C1-C22的烷基基团和烷氧基团；

X选自于氢原子或卤素。

进一步地，所述具有蝶烯结构的N-杂环卡宾钯配合物，其中R选自于氢原子或C1-C4的烷基基团和烷氧基团。

进一步地，所述具有蝶烯结构的N-杂环卡宾钯配合物，其中R选自于氢原子、甲基、乙基、异丙基或异丁基。

进一步地，所述具有蝶烯结构的N-杂环卡宾钯配合物，其中r₁-r₅各自独立地选自于氢原子、C1-C4的烷基基团和烷氧基团。

进一步地，所述蝶烯结构的N-杂环卡宾钯配合物，由下列结构通式表示：

进一步地，所述具有蝶烯结构的N-杂环卡宾钯配合物，选自于以下结构：