高效可循环钯(0)催化二苯偶联反应的开题报告.docx

高效可循环钯(0)催化二苯偶联反应的开题报告
一、研究背景与意义
二苯偶联反应（Buchwald-Hartwig偶联反应）是21世纪以来有机合成中的一项重要反应，可以用于合成各种含氮芳香族化合物、药物中间体和天然产物等。通常情况下，二苯偶联反应需要在氮气氛下进行，使用高价的钯（Pd）催化剂。此外，使用的催化剂还需要在反应结束后进行回收和再利用，这极大的增加了成本。因此，开发一种高效可循环的催化剂，可以有效地减少催化剂使用量和成本，对于实现可持续合成化学具有重要意义。
二、研究内容和方法
本研究旨在开发一种高效可循环的钯（0）催化剂，用于二苯偶联反应。具体包括以下研究内容：
1.合成高效可循环的钯（0）催化剂
合成钯（0）催化剂，涉及到选择合适的配体、还原剂以及反应条件等因素，本研究计划采用PPh3作为配体，NaBH4作为还原剂，在无水甲醇中反应，最终得到高效可循环的钯（0）催化剂。
2.优化二苯偶联反应条件
在得到高效可循环的钯（0）催化剂后，将对反应条件进行优化，包括反应溶剂的选择、反应时间、反应温度等因素的优化。
3.评价催化剂的再循环性能
评价催化剂的再循环性能，包括对催化剂的回收、再利用和稳定性等方面的考察。
实验方法主要包括：
1.合成高效可循环的钯（0）催化剂
将PPh3（0.136g，0.52mmol）和PdCl2（0.115g，0.52mmol）溶于无水甲醇（20mL）中，搅拌30min，随后加入NaBH4（0.061g，1.62mmol）溶液，在室温下搅拌反应2h，得到高效可循环的钯（0）催化剂。
2.优化二苯偶联反应条件
将反应物一（0.5mmol）、反应物二（0.5mmol）和钯（0）催化剂（5mol%）加入反应瓶中，选择合适的溶剂进行反应，在合适的温度和反应时间下进行反应，过滤后收集产物。
3.评价催化剂的再循环性能
将产物与催化剂分离，用丙酮将催化剂洗涤，收集洗涤液并将其用于下一个周期的反应，以此考察催化剂的再催化稳定性和活性。
三、预期结果
本研究通过合成高效可循环的钯（0）催化剂，优化反应条件和考察催化剂的再循环性能，旨在得到以下预期结果：
1.成功开发出一种高效可循环的钯（0）催化剂，其对二苯偶联反应具有较高的催化活性和选择性。
2.通过优化反应条件预期得到高产量的产物。
3.评价催化剂的再循环性能，考察催化剂在多次循环反应中的活性和稳定性。
四、思路与实验方案的可行性分析
目前，许多研究工作都致力于开发高效可循环的催化剂。本研究选择了一种简单的方法来制备高效可循环的钯（0）催化剂，同时考虑到了多种因素，包括催化剂的选择、还原剂和配体的选择、溶剂和反应条件的优化等。同时，在考虑实验可行性的前提下设计了一系列可行的实验方案，来贯彻切实地实现研究任务。
五、研究进度安排
本研究计划于2021年9月开始，进度安排如下：
9月-10月：文献调研、钯（0）催化剂的合成和优化条件的研究。
11月-12月：反应条件的优化，评估钯催化剂的催化活性和稳定性。
1月-2月：催化剂的再循环性能评价、实验数据分析和论文撰写。
三月：论文修改和投稿。