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·1978· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷
率最高,达 95%,由 Entries 2、6~8 可以看出,在 备过程中的 La-MOF(Entry 18)、Fe 3 O 4 @La-MOF
所用的无机碱和有机碱中,无水碳酸钾催化效果最 (Entry 19)、Fe 3 O 4 @La-MOF-Schiff(Entry 20)作
好。由 Entries 9~13 可知,反应温度和反应时间对 为催化剂,在相同反应条件下进行催化反应,显示
产率有明显影响,温度过低或反应时间过短,产率 三者均无催化活性。以 Fe 3 O 4 @La-MOF-Schiff-Pd 为
都明显降低。催化剂用量是影响反应的另一重要因 催化剂(Entry 21),在相同 Pd 用量和反应条件下,
素,由 Entries 14~17 可知,即使只使用 3 mg Fe 3 O 4 @ 其产率为 90%,略低于 Fe 3 O 4 @La-MOF-Schiff-Pd/
La-MOF-Schiff-Pd/Ni,产率仍能达到 90%,而增加 Ni(Entry 2),以 Fe 3 O 4 @La-MOF-Schiff-Ni 为催化
催化剂用量到 15 mg 时,产率没有明显提高,表明 剂(Entry 22)的产率为 28%,明显低于 Fe 3 O 4 @
该催化剂具有非常优异的催化活性。所以,最佳催 La-MOF-Schiff-Pd/Ni 催化剂的产率。表明在 Fe 3 O 4
化反应条件为:以无水乙醇为溶剂,无水碳酸钾为 @La-MOF-Schiff- Pd/Ni 催化剂中,Pd 和 Ni 可能具
碱,反应温度 80 ℃,反应时间为 6 h,催化剂用量 有协同催化效应。
8 mg。 基于以上实验结果,提出了 Suzuki 偶联反应的
此外,分别以 Fe 3 O 4 @La-MOF-Schiff-Pd/Ni 制 可能机理,如下所示。
Fe 3 O 4 @La-MOF-Schiff-Pd/Ni 催化 Suzuki 偶联 Pd 中心电子云密度,加快了氧化加成这一步骤的进
反应包括 Fe 3 O 4 @La-MOF-Schiff-Pd/Ni 催化剂与卤 行,从而提高了催化剂的催化活性 [32,34] 。
代芳烃的氧化加成、转金属化、还原消除,及重新 2.2.2 底物拓展
得到活性 Pd 等步骤。需要指出的是,Fe 3 O 4 @La- 在最优反应条件下(以无水乙醇为溶剂,无水
MOF-Schiff-Ni 催化剂(表 1,Entry 22)的催化产 碳酸钾为碱,反应温度 80 ℃,反应时间为 6 h,催
率很低,但与 Pd 共掺后,Fe 3 O 4 @La-MOF-Schiff-Pd/ 化剂用量 8 mg),考察了含有供电基或吸电基的不
Ni 却具有极高的催化活性,活性也高于 Fe 3 O 4 @La- 同卤代芳烃(1.0 mmol)和芳基硼酸(1.2 mmol)
MOF-Schiff-Pd 催化剂(表 1,Entry 2、21)。因此, 对反应产率的影响,以确定该催化体系适用的底物
Fe 3 O 4 @La-MOF-Schiff-Pd/Ni 催化剂中起主要催化 范围,反应路线如下所示,结果如表 2 所示。
作用的是 Pd 元素,而 Ni 通过电荷转移作用增加了
10~11)苯硼酸与碘苯反应的活性,结果显示,前者
由表 2 可知,对于碘苯和含有—CH 3 或—COCH 3
的碘苯衍生物(Entries 1~3),相应的产率达到了 的产率(96%)要高于后者(91%),表明苯硼酸芳
90%~99%;而在溴苯及其衍生物与苯硼酸的反应 环上连有供电子基更利于反应进行,连有吸电子基
中,相应产物的产率有所降低(Entries 4~6)。结果 则不利于反应进行。
显示,对于卤苯而言,芳环上连有吸电子基团利于 2.2.3 异相性检测和重复使用性
偶联反应的进行,连有供电子基团对偶联反应不利。 以溴苯和苯硼酸为底物在最优条件(以无水乙
当氯 苯衍生物作 为反应底物 时,产率小 于 5% 醇为溶剂,无水碳酸钾为碱,反应温度 80 ℃,反应
(Entries 7~9)。这表明 Fe 3 O 4 @La-MOF-Schiff-Pd/Ni 时间为 6 h,催化剂用量 8 mg)下进行反应。然后,
双金属催化剂对含不同取代基的芳基溴化物和碘化 在去除催化剂的反应液中,投加 4-甲基溴苯和苯硼
物具有较好的普适性。进一步考察了该催化剂对含 酸在相同条件下继续反应。正如所预期的一样,前
供电子基(—CH 3 )和吸电子基(—COCH 3 )(Entries 者的产率为 90%,而后者没有产物生成。ICP 分析