介孔复合金属氧化物的制备及在氢转移中的研究——文献综述
摘要:含氮有机物在各种领域具有广泛的作用,N-烷基化反应是一种有效合成含氮有机物胺及胺衍生物的方法。醇与胺的N-烷基化反应只生成了副产物水,具有很高的原子利用率。开发一种高效、绿色、廉价的催化剂是当前的研究重点。通过查阅已有的文献,本文整理了目前N-烷基化反应的几种机理,并介绍了这些机理发生的具体过程、反应特点以及当前的研究进展,旨在为制备高效的N-烷基化反应催化剂提供理论指导。
关键词:N-烷基化反应; 机理; 研究进展
一、文献综述
1 N-烷基化反应的机理及其研究现状
含氮有机物是一类非常重要的化合物,其中许多胺及胺衍生物在农药、化工、医学等领域有着广泛的应用。目前,已有大量与含氮有机物的绿色化学研究被报道,其中包括:胺与醇的“氢转移”N-烷基化反应、醇与胺的生成酰胺的脱氢偶联反应、Ir-含氮配体复合物在太阳能电池光敏剂方面的应用、Ir-含氮配体复合物在水氧化催化剂和OLED发光体方面的应用、氨硼烷和含氮杂环催化脱氢反应在储氢策略方面的应用[1]。
其中N-烷基化反应是一种有效构建胺及胺衍生物的合成反应。在1901年,由Nef报道了首例N-烷基化反应[2]。该反应通常使用卤代烃或醇作为碳源(烷基化试剂),使用氨、胺及其衍生物作为氮源,实现分子之间的C-N偶联反应。由于醇与胺的N-烷基化反应(图1)只产生无污染的副产物水,因而受到人们的广泛关注。
图1 醇与胺的N-烷基化反应
开发出一种高效、廉价、绿色的催化剂是目前该反应的研究重点。化学反应的机理往往是设计催化剂重要的思路源泉。降低反应机理中决速步骤的活化能,改善决速步骤带来的“短板效应”则是提高反应速度的关键。采用什么样的催化机理来降低决速步骤的活化能则是高效催化剂设计中的技术难题。
通过文献调研,本文将对N-烷基化反应的机理及其研究现状这两方面进行综述总结。根据已报道的反应机理的特点,醇与胺的N-烷基化反应的机理大致有四种:(1)亲核取代(SN)机理;(2)配位-亲核取代机理;(3)氢转移机理;(4)氧化-氢转移机理。
