摘要:本文以K4[Fe(CN)6]和卤代芳烃为底物，氮杂环卡宾为配体，Pd(OAc)2为催化剂来研究卤代芳烃的氰基化反应。通过对不同温度、溶剂、碱等因素对反应的影响来确定最佳的反应条件。42684

毕业论文关键词：氰基化；催化剂；卤代芳烃

Palladium Catalyzing the Cyanidating Reaction of Aryl Halides

Abstract: In this paper, taking K4[Fe(CN)6] and halogenated aromatics as substrates, nitrogen heterocyclic carving as the ligand, Pd(OAc)2 as catalyst to study the cyano reaction of halogenated aromatic hydrocarbons. Based on different factors such as temperature, solvent, alkali, the influence of the reaction to determine the optimal reaction conditions. 

Keywords: Cyanidation；catalyst；halogenated aromatics

前言

金属钯是一种重要的催化剂，将钯盐载于沸石或氧化铝载体上，以铅、铬、钠为助催化剂，合成各种催化剂，是化学化工领域经常使用的一种催化剂[1-3]。这种催化剂具有较高的催化活性，较强的催化选择性，制作过程简便，使用剂量少，可以通过合成方法的改变，与其他助催化剂或金属复配，优化其性能。金属钯具有寿命长，可重复使用，应用领域广等特点。各行各业都有许多钯的专利产品。具有新的催化功能和结构的钯催化剂还在不断涌现，实现了许多较难完成的反应。改善了许多工艺生产流程，所以钯催化剂的前景很好。虽然钯催化剂具有良好的选择性，较高的反应活性，但是一氧化碳硫化、砷化物等杂质，以及各种副反应生成的重组分等会使钯催化剂选择性和活性下降，直到失活[4]。

氮杂环卡宾以及氮杂环卡宾金属配合物在有机化学和金属配位化学中有着广泛应用，它不仅能与许多元素发生反应并且生成的配合物具有较高催化活性，因此，它也成为非常有用的催化剂。此外，在精细化工的产品合成中氮杂环卡宾也得到了广泛的应用，成为化学领域必不可少的物质之一[5-7]。氮杂环卡宾在过渡金属中得到了更广泛的应用，因为氮杂环卡宾在各种条件下都具有良好的稳定性。至今为止，氮杂环卡宾作为配体应用于Suzuki, Hcck, Kumada, Still偶联、烯烃环丙烷化、烯烃复分解、醛的烯基和芳基化、硅氢化稀丙基取代等反应。

氰基化合物是重要的有机合成中间体，不仅能转化成胺、醛等化合物，还在建材，农药，香料，燃料等方面有广泛应用[9]。合成芳香族氰基化合物的方法有很多，最简单直接的方法是在过渡金属的催化下由氰根取代卤代芳环上的卤素。随着氰基化反应得到了进一步的发展，铁氰化钾、亚铁氰化钾等价格低廉，无毒无害的试剂的到了人们的关注[10-12]。近年来，人们在用氰基化合物来取代有机化合物的卤素上有很多研究。其中最具代表的就是取代卤代芳环上的卤素。氰基化合物试剂主要有KCN, NaCN, Zn(CN)2等。KCN是一种常用的碱金属试剂，相关的氰基化反应在早期就有很多报道。催化剂为Pd(OAc)2，氰基化试剂为KCN，相应的产率为60%~83%。对过渡金属催化氰基化反应的研究在国内外都比较多，其中以Pd, Ni最为突出。由于Ni在空气中不稳定，所以Pd在该领域的研究意义较大。和KCN一样，NaCN也是一种常用的碱金属试剂。虽然以NaCN为氰基化反应的底物得到的产率较高，但其毒性较大，后续处理较为繁琐，需用高锰酸钾等强氧化剂分解氰根生成氰酸盐，再进一步反应生成无毒无害的物质。在上世纪90年代，人们开始研究以Zn(CN)2为底物的氰基化反应。Zn(CN)2的优点是能使游离的氰根离子保持较低的浓度，催化剂不易失活，但其缺点也是具有较大的毒性。

实验部分

1.筛选催化剂