氮杂环卡宾对二异丙基碳二亚胺的活化【毕业论文】

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1、本科毕业论文（20届）氮杂环卡宾对二异丙基碳二亚胺的活化专业：应用化学摘要：目前，氮杂环卡宾在催化等多个领域已取得了十分广泛的应用，本论文主要通过硫脲、硫酮的合成，然后制取相应的氮杂环卡宾，最后研究了氮杂环卡宾与二异丙基碳二亚胺之间化学反应，成功得到一种新化合物。运用红外等手段进行了初步表征。关键词：氮杂环卡宾；二异丙基碳二亚胺；金属络合物；活化ActivationofN-HeterocycliccarbenetoN,N-diisopropylcarbodiimideAbstract：Now,ma

2、nyimportantapplicationsofheterocycliccarbeneincatalysisandortherfieldswerefound.ThethesismainlystudytheactivationofN-heterocycliccarbenetoN,N-diisopropylcarbodiimide.TheN-heterocycliccarbenewaspreparedfromcorrespondingsulfur,ketonewithrawmaterialsthio

3、urea.WefoundanewcomplexfromthereactionofN-heterocycliccarbenetoN,N-diisopropylcarbodiimide,whichwasdemonstratedbyIRspectrocopyandetc.Keywords：N-Heterocycliccarbenes;N,N-diisopropylcarbodiimide;metalcomplex;activation目录1引言11.1概述11.2氮杂环卡宾11.2.1氮杂环卡宾的分类及

4、其结构11.2.2氮杂环卡宾的合成21.3氮杂环卡宾的应用31.3.1氮杂环卡宾的反应性能31.3.1.1与路易斯酸生成加合物31.3.1.2与路易斯碱生成加合物41.3.1.3与金属反应生成络合物41.3.2氮杂环卡宾的催化性能51.4氮杂环卡宾金属配合物的应用51.4.1氮杂环卡宾金属配合物在碳－碳多重键硅氢加成反应中的应用51.4.2氮杂环卡宾金属配合物在酮硅氢加成反应的应用61.4.3氮杂环卡宾金属配合物在Suzuki偶联反应的应用61.4.4氮杂环卡宾金属配合物在Buchwald-Har

5、twig反应中的应用61.5碳二亚胺化合物61.5.1碳二亚胺化合物的性能与应用61.5.2N,N'-二异丙基碳二亚胺72实验部分72.1实验原理72.2实验试剂及仪器82.2.1实验试剂82.2.2实验试剂规格参数82.2.3实验仪器82.3实验步骤92.3.1N,N'-二环己基硫脲的合成9142.3.21,3二环已基咪唑-2-硫酮的合成92.3.3二环己基氮杂环卡宾的制备92.3.41，3-二环己基咪唑-2-亚基对异丙基碳二亚胺的活化反应103结果与讨论103.1产物的表征103.1.1对中间

6、体硫脲的表征与分析103.1.2对硫酮的表征与分析103.1.3对目标产物的表征与分析114结语11参考文献12致谢14附录15141引言1.1概述氮杂环卡宾(N-heterocyclecarbene，简称NHC)，是一类具有优良的给电子特性，能与金属形成反馈键的新型金属配体。20世纪50年代Skell等人就开始了对卡宾的研究[1]。1964年Fischer等人将卡宾引入无机和有机化学中，金属卡宾在有机合成和大分子化学中得到了广泛的应用[2]。1991年Arduengo等第一次成功分离得到游离的氮

7、杂环卡宾[3]，才引起人们的注意，氮杂环卡宾的金属络合物作为催化剂，开始得到广泛应用。1.2氮杂环卡宾1.2.1氮杂环卡宾的分类及其结构根据环原子数不同，氮杂环卡宾可分为四元环、五元环、六元环和七元环的氮杂环卡宾(如图1-1)[4]。图1-1分别为五元环、六元环和七元环的氮杂环卡宾最常见的是五元环氮杂环卡宾，根据五元环上那个氮原子的数目和位置不同又可以分为咪唑型氮杂环卡宾、咪唑啉型氮杂环卡宾、三唑型氮杂环卡宾和噻唑型氮杂环卡宾等(如图1-2)[5]。图1-2分别为咪唑型、咪唑啉型、三唑型和噻唑型氮

8、杂环卡宾氮杂环卡宾一般以单线态形式存在。由于结构的特殊性，性质比较稳定。氮杂环卡宾的电子结构(如图1-3)。从图1-3可看出卡宾碳原子为sp2杂化形式，其孤对电子处于sp2杂化轨道上，可以与金属形成σ键。邻近的两个N原子p轨道上的孤对电子通过共轭效应对卡宾碳原子的空p轨道起到给电子作用；同时N原子上的烷基取代基的推电子效应也能使其更加稳定。另外，C=C双键参与共轭也能够增加体系的稳定性，因此由咪唑形成的氮杂环卡宾是一个比较稳定的体系[6]。14图1-3电子结构稳定的氮杂环卡宾范围很