水相中钯催化的羰基化反应和铜催化的一锅法Click反应研究.docx

水相中钯催化的羰基化反应和铜催化的一锅法Click反应研究
随着石油资源的日益枯竭，寻找新型可再生能源和环保型化学反应成为当前化学领域的研究热点。催化合成是一种可控性较好，反应条件温和，不需要大量消耗原材料的方法之一，已成为合成有机化合物的核心技术之一。本文将综述水相中钯催化的羰基化反应和铜催化的一锅法Click反应的研究进展。
一、水相中钯催化的羰基化反应
羰基化反应（Carbonylation）是一种将一些较简单的底物转化为富含羰基的高级有机物的方法。这种反应的原理是利用一些气体（例如一氧化碳）将不饱和化合物转化为富含羰基的化合物。钯催化的羰基化反应是该反应中的一个重要应用。在水相中的羰基化反应主要用于合成各种醇、醇醚、醚等有关羰基的高级化合物。此方法的优点是反应条件温和、催化剂使用量少、反应选择性高等。
1.反应机理
钯催化的羰基化反应的机理比较简单。在该反应中，使用一些含羰基碘化物可以将羰基逐渐转化为一系列含羰基的有机物。反应机理如下所示：
PdCl2+LI→PdIL+Cl^-
1.HCl+CO→H2COCl
2.H2COCl+CH3OH→CH3OC(O)H2
Palladiumcatalystsoncarbonorgraphite)
反应条件：
1.反应物：钯催化羰基化反应需要的基本材料是碘化金属，气体（例如一氧化碳）和溶剂（水/乙醇）。
2.催化剂：常用的钯催化剂是Pd(II)Cl2。
3.溶剂：在水中，氯化物和物质的醇中，有机溶剂如二甲基亚砜（DMSO），N-甲基吡咯烷酮（NMP），氰菜和环烷烃也常用于水相中羰基化反应。
4.温度：反应温度一般在100°C左右。
5.压力：一般在几个大气压下，其中在低温下进行反应需要很大的压力。
2.应用
钯催化的羰基化反应被广泛用于制备各种醇、醇醚、醚等有关羰基的高级化合物。例如，其可以用于制备环氧乙烷，一种广泛应用于聚氨酯、树脂和工业表面涂料等领域的中间体。在这种情况下，经过氧化而生成的环氧乙烷可以经过环氧化重排反应生成丁酸丁酯，从而得到多种塑料。此外，钯催化的羰基化反应还可以用于制备其他一些高级有机物，如酸、酯和醛等。
二、铜催化的一锅法Click反应
“Click’’反应是一种骨架采用[3+2]环加合的反应，该反应的化学方程式为：R1Az+R2C≡C-R3→R1–R2C(N2)C≡R3，其中R1，R2和R3分别表示有机基团，而Az则为迷幻蘑菇中的阿西莫拉比体（Azido-Mushroom）的缩写。这个反应在实验室中被称为铜催化剂的点击（CuAAC）反应。
1.反应机理
催化剂一般是铜离子的存在。当铜离子存在于阳离子化的腈剂和氮化钠中时，他们会被吸引为亲和力较高的端基条目，这种吸引力非常强，可以使条目中的叶肢向外移动并迫使腈剂和氮化钠分别受到氮键孪生和参与的过程。除了参与的过程外，这必须发生，才能完成树枝的凝聚。
Cu(I)+N3-R1+HC≡CR2→Cu(I)-C≡C-R2-N3-R1
具体反应机制如下：
TLCresultsoftheligands.
Reactionconditions:
1.Base:SodiumAscorbateisusedasbaseinmostcases.Theratioofbase/coppershouldbedefinedatacertainlevel.
2.Catalysts:CuSO4andothernovelCu(I)complexwithpyridylortriazolephenylcanalsobeusedascatalysts.
3.Solvent:Water,organicsolventssuchasdimethylformamide(DMF)ordimethylacetamide(DMA)canbeusedassolvents.
4.Temperature:Undernormalconditions,thereactiontemperatureisusuallysetto25-100°C.
5.Pressure:Undernormalconditions,thereactioniscarriedoutatatmosphericpressure.
2.Application
Clickreactionshavebeenwidelyusedindrugdiscovery,chemicalbiology,materialscience,andsoon.Theyhaveseveraladvantagesoverothersyntheticmethods,includingtheeaseofsynthesis,lowtoxicity,click-to-the-combinationmode,andsoon.Theresultingtr