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摘 要

近年来，亚铜簇合物表现出相当优秀的催化能力而深深的吸引着科学家去进一步地研究开发，亚铜簇合物多种多样的单晶结构、温和的反应环境无不使科学家们着迷。在此基础上，我们通过调整配体的方式来改变亚铜簇合物的催化活性，引入了含有刚性基团的二茂铁作为配体，由于刚性结构的存在，这使得簇合物的催化能力有了进一步的提升。

科学家们对亚铜簇合物对乌尔曼C-N偶联反应的催化活性表现相当的兴趣，本文设计合成一款含有刚性基团的二茂铁硒醚亚铜簇合物，表征该簇合物的单晶结构，并探讨关于此簇合物在均相光催化C-N偶联反应中的作用，在进行一系列对照试验后，有足够多的证据证明亚铜簇合物在催化C-N偶联实验中起到相当重要的催化作用，产物的产率也达到了60%。

关键词：二茂铁 亚铜簇合物 C-N偶联 光催化

Synthesis and Properties of Copper Subclusters with Ferrocene Se- with Rigid Group

ABSTRACT

In recent years, sub-copper clusters have shown excellent catalytic ability and attracted scientists to further research and development. on this basis, we changed the catalytic activity of the sub-copper cluster by adjusting the ligand, and introduced ferrocene containing rigid groups as the ligand. due to the existence of rigid structure, the catalytic ability of the cluster is further improved.

scientists showed considerable interest in the catalytic activity of the sub-copper cluster for the ullman C-N coupling reaction. we designed and synthesized a ferrocene se-ether sub-copper cluster with rigid groups to characterize the single crystal structure of the cluster and explore the role of this cluster in homogeneous photocatalytic C-N coupling reactions.After a series of control experiments, there is enough evidence to prove that the sub-copper cluster plays a very important catalytic role in the catalytic C-N coupling experiments, and the yield of the product reaches 60%

Keywords:Ferrocene,Copper(I) cluster,C-N coupling ,Photocatalysis

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

前言 1

1.1二茂铁及其衍生物的简介 1

1.2亚铜簇合物简介 2

1.2.1亚铜簇合物的性质 2

1.2.2 亚铜簇合物催化及光反应 3

1.3乌尔曼C-N偶联反应介绍 5

1.3.1乌尔曼反应历史由来 5

1.3.2乌尔曼C-N偶联反应机理的探索 5

1.3.3光催化C-N偶联反应的相关进展 6

第二章 实验部分 8

2.1 试剂、仪器 8

2.1.1 试剂 8

2.1.2 仪器 8

2.2 四氢呋喃纯化处理 9

2.3 二茂铁二硒的制备与纯化 9

2.3.1 二茂铁二硒的合成原理 9

2.3.2 二茂铁二硒的制备 9

2.3.3 二茂铁二硒的后处理、柱色谱提纯 10

2.4 1, 4- 二( 二茂铁基硒醚) 甲基苯的合成 11

2.4.1 制备配体1, 4- 二( 二茂铁基硒醚) 甲基苯的合成的反应原理 11

2.4.2 制备配体L9的反应步骤 11

2.4.3 配体L9的后处理与柱色谱提纯 11

2.5 簇合物C₃₀H₂₉Cu₂I₂Fe₂Se₂N（亚铜簇合物18）的合成 12

2.6 光催化C-N偶联反应 13

2.6.1 光催化C-N偶联反应原理 13

2.6.2 光催化C-N偶联反应的操作流程 13

第三章 实验结果 15

3.1 1, 4- 二( 二茂铁基硒醚) 甲基苯（配体L9）性质表征 15

3.1.1 L9的晶体学数据 15

3.1.2 L9的核磁数据 16

3.2 亚铜簇合物18 的表征 16

3.2.1 亚铜簇合物18的红外数据 16

3.2.2 亚铜簇合物18晶体结构表征 16

第四章 结论与展望 19

6.1 实验结论 19

6.2 展望 19

参考文献 21

致谢 23

第一章 文献综述

前言

当前，配位化学的热门研究方向是设计并且合成出足够独特的，能够对其他领域带来足够卓越的配合物材料。配合物的化学性质，主要取决于配体中心离子、各种各样的配体自身的性质以及配体和配体中心离子的结合方式。科学家们通过不断地微调这三个方面的方法来获取自身想要的理想材料，在分析手段不断进步的同时，也得到了许许多多新颖的材料

1.1二茂铁及其衍生物的简介

二茂铁的结构决定了二茂铁具有芳香族的性质，符合休克尔规则。在真空环境或者100℃以上的加热条件下能够用肉眼观测到明显升华现象。稳定存在于空气之中；二茂铁作为一种不带电荷且结构对称的分子，能被大多数有机溶剂所溶解，但不能够被水溶解。化学性质稳定，不会在温度不高于400℃时分解，与酸碱不发生反应、不会在紫外线下分解。二茂铁分子是一种极性分子；能够发生可逆的电化学氧化还原反应。二茂铁可以发生甲酰化、金属化、磺化、烷化和酰基化反应，二茂铁的一系列衍生物可以由此类反应合成，这些反应很大程度上拓展了二茂铁及其衍生物的应用范围，在工农医药、航空航天、节能减排、环境环保等一些方面拥有相当广泛的应用。

二茂铁分子在固态时两个茂环完全错开，是全错构型，此时能量相对最低，也相对稳定。温度升高后两个茂环可以以垂直轴发生相对转动。二茂铁分子很难很难被还原。二茂铁不能被硝化、卤化，氧化反应会在这些反应之前发生。二茂铁因为芳香性具备一定的化学性质，而铁原子会在一些反应中取到主要作用。因为二茂铁属于芳香族化合物，拥有芳香族化合物的特征，所以能够和亲电试剂发生反应，反应产物是二茂铁衍生物。

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