活性炭负载的氧化钙:新型高效、高选择性氰基活化二芳醚合成催化剂
返回 发布时间:2018-12-05     浏览次数:559

  氰基活化的二芳醚合成在染料、药物和聚合物制备领域具有重要作用。其简便、高效、高纯的合成路线具有实际意义。华南理工大学华南软物质科学与技术高等研究院邱文丰团队通过碳酸铵处理及氮气气氛灼烧,将氧化钙负载于活性炭表面。所获得的CaO@AC具有高纯度、小晶粒尺寸等特性,可作为氰基活化的二芳醚合成的高效催化剂使用。

 图1 (a)市售CaO、活性炭、负载后前驱体、CaO@AC的XRD谱图;(b、c)CaO@AC的SEM照片;(d、e)选区Ca、C元素面扫EDX照片。

  反应体系中,多种官能团(如甲氧基、氨基、羧基、烯丙基、硝基)的存在对反应过程无影响,且产物纯度、产率优异。通过简单的反应条件调节,可实现不对称取代产物的合成,相应醚交换副反应可被抑制至10-3--10-4量级。

 图2 苯甲腈不对称取代时的醚交换反应机理推测

  通常情况下,氰基活化的亲核取代反应经历SnAr路线,所涉及反应如图2所示。采用CaO@AC作为催化剂时,氟取代的苯甲腈与不同酚之间仅发生了痕量的醚交换反应。但采用氯取代苯甲腈进行反应时,醚交换反应程度高达10-1量级。这种现象与F、Cl原子之间电负性差异有关,即平衡常数k1,F 大于 k1,Cl。更为重要的是,氟化钙在NMP中极难溶解,而氯化钙可溶。由此,k3,F 将显著高于 k3,Cl。较高的k1,F 及k3,F 将大幅压制醚交换反应的发生,从而极利于预设取代反应的进行。

  本工作已发表于《Asian Journal of Organic Chemistry》。文章第一单位为华南理工大学,通讯作者为邱文丰教授。

  Han, Y.; Wang, G.; Qiu, W.; Guo, Y.; Sun, Y.; Zhang, Y.; Zhou, H. and Zhao, T. Activated-Carbon-Supported Calcium Oxide: A Selective and Efficient Catalyst for Nitrile-Containing Diaryl Ether Synthesis. Asian J. Org. Chem. 2018.

  链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ajoc.201800588

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