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摘要：N-杂环卡宾（NHC）是亲核类卡宾中至今为止被研究最多的化合物，它弱的π电子接受能力和强的σ给电子能力使NHC的有稳定的化学性质，多样的配位能力，所以可以跟包括稀土金属和碱土金属在内的很多金属配位，提高了过渡金属盐的催化性质和能力。34320
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本文主要研究Ni（OAc）2/NHC催化体系在催化C-S偶联反应中的底物的扩展，实验证实，本体系在催化C-S偶联方面有非常高的效率，可以催化部分活泼的氯代物和大部分的芳基碘代物，芳基溴代物，而且产率极高。
毕业论文关键词：醋酸镍、C-S偶联、催化
Application of Nickel acetate in catalyzing C-S coupling reaction
Abstract: N-heterocyclic carbenes (NHC) have been the most heavily studied area of researches among the nucleophilic family till now. Due to poor π-acceptor abilities and the strong σ-donor, NHCs are in good conditions in terms of the chemical stability and the coordination versatility, which allow NHCs to coordinate with various kinds of metals ranging from alkaline-earth metals to rare-earth metals, and thus to change the catalytic properties of transition metal salts to a larger extent.
This thesis introduces the optimal condition of Ni/NHC catalytic C-S cross coupling reaction and the expansion of the substrates. Experimental results show that the choosing system maintians a high efficiency in catalytic C-S cross coupling reaction,which can not only catalyze a majority of the aryl iodide, aryl bromide or corresponding propertion of the actived arly chloride, but also contribute to an efficient rate production.
Keywords: Nickel acetate ; C-S cross coupling ; catalysis
前言 近20年，NHC的催化体系的发展迅速。Wanzlick认为，NHC的催化体系在上个世纪60年代早期就存在了[16]。1968年，当Ofele[18]和Wanzlick[17]首次的报道了噻唑/金属配合物，这是一次创造性的合成并且引起了科研工作人员的关注。在上世纪七八十年代之后，Lappert[19-20]又对NHC的研究的做了相关工作来进一步拓展。因为游离卡宾在大部分条件下寿命较短，反应活性较高，即使光谱学已经证明了其的存在，但还是难分离和表征。Arduengo的实验室到了1991年才第一次分离出稳定的游离NHC[21]。
目前，N-杂环卡宾(NHC)早已变成催化化学和金属有机化学中特别重要的配体。单卡宾成为NHC的定义，NHC的二价碳卡宾中心直接与至少含有一个氮原子的杂环相连接[1-6]。它是纯粹的σ电子给予体[7]，习惯被人们想到可以和过渡金属进行配合产生金属催化剂，而它作为有机亲核碳烯催化剂，也越来越受到研究人员的关注[8]。与大部分亲电卡宾不一样，N-杂环卡宾具有很强的亲核性，卡宾中心趋于稳定化，因为氮中心的π-给电子性和σ-吸电子性。NHC的σ-给电子性使其能够很快的与金属形成强有力的化学键，所以过渡金属化合物具有非常好的稳定性，能够不需要额外加入配体而成为催化前体[9-14]。而且氮取代NHC的空间位阻更大，可以很好的保护金属[15]。
芳基硫化物这样的结构形式存在于很多的药物的活性中间体以及生物中，而且被当成很多的有机转化中间体，因此构建C-S键，成为化学和生物学科非常热点的课题。
近几年，用过渡金属来催化形成的C-S偶联反应已经成为形成C-S键的主要方案，受到很多课题组的广泛关注，发现稳定的并且全新的催化剂以及代替钯催化体系来实现这一转变的新的体系成为科研人员关注的目标。从 Migita 课题组首次报道了用Pd(PPh3)4催化剂来催化苯硫酚和卤代芳烃的偶联反应开始，用铜、铁、钯、镍等系列过渡金属化合物的催化体系也逐渐被报道。虽然这几年，高效的钯催化体系发展成熟而且很迅速，也一直是这个领域的研究主体，但是钯盐的价格比较高，催化体系配体结构复杂不易合成，对空气敏感，这些原因大大的制约钯催化体系的发展速度。其它比较便宜的过渡金属催化剂，在温度方面往往要求相对较高，催化剂量方面也要大量的，而且只能够催化大部分的碘代芳烃化合物，对催化溴代芳烃和氯代芳烃的效果不是很明显。所以，开发高效的、新的催化体系对于广大科研人员依然是个具有挑战性的工作。